Mikroişlemcilerde üretilen değerlerin genişliklerini tahmin etmek için donanım tasarımı

Abstract

Mikroislemcilerde üretilen degerlerin büyük bir bölümü yazmaç büyüklügündendaha az sayıda bit ile ifade edilebilen dar degerlerden olusmaktadır. Dar degerlerdenyararlanarak islemcinin basarımını artırmaya veya güç tüketimi azaltmaya yönelikpek çok çalısma bulunmaktadır. Daha önce önerilen bu yöntemlerin daha iyiçalısmasını saglamak amacıyla, islemcide üretilen degerlerin genisliklerini tahmineden etkili tahmin birimleri tasarlanmıstır. Tez çalısması kapsamında olusturulan butahmin birimlerinin tasarımında bellek esleme yöntemlerinden Dogrudan Esleme,Tam liskili Esleme ve Kümeli liskili Esleme yöntemleri ile yer degistirmealgoritmalarından lk Giren lk Çıkar, En Uzun Zamandır Kullanılmayan ve RasgeleSeçim algoritmaları kullanılmıstır. Bu tahmin birimleri bir x86 mikroislemcibenzestiricisi olan MSIM üzerinde SPEC 2000 sınama programları kullanılarakbenzetilmis ve tahmin birimi tasarımlarının basarımları karsılastırılmıstır.

A large percentage of the computed values in a processor are narrow values whichhave fewer bits compared to the width of a register. There are many techniques thatimprove the performance or decrease the energy consumption of the processor byexploiting narrow width values. Effective predictors that predict the widths of theproduced values have been designed to improve these proposed studies. In thismaster thesis Direct Mapping, Full Associative Mapping, Set Associative Mappingtechniques and First In First Out, Least Recently Used and Random replacementalgorithms have been used during the design of these predictors. These predictorshave been simulated on a Alpha microprocessor called MSIM using SPEC 2000benchmarks and the performance of predictor designs have been compared.