Mikroişlemcilerde üretilen değerlerin genişliklerini tahmin etmek için donanım tasarımı

Abstract

Mikroislemcilerde üretilen degerlerin büyük bir bölümü yazmaç büyüklügünden daha az sayıda bit ile ifade edilebilen dar degerlerden olusmaktadır. Dar degerlerden yararlanarak islemcinin basarımını artırmaya veya güç tüketimi azaltmaya yönelik pek çok çalısma bulunmaktadır. Daha önce önerilen bu yöntemlerin daha iyi çalısmasını saglamak amacıyla, islemcide üretilen degerlerin genisliklerini tahmin eden etkili tahmin birimleri tasarlanmıstır. Tez çalısması kapsamında olusturulan bu tahmin birimlerinin tasarımında bellek esleme yöntemlerinden Dogrudan Esleme, Tam liskili Esleme ve Kümeli liskili Esleme yöntemleri ile yer degistirme algoritmalarından lk Giren lk Çıkar, En Uzun Zamandır Kullanılmayan ve Rasgele Seçim algoritmaları kullanılmıstır. Bu tahmin birimleri bir x86 mikroislemci benzestiricisi olan MSIM üzerinde SPEC 2000 sınama programları kullanılarak benzetilmis ve tahmin birimi tasarımlarının basarımları karsılastırılmıstır.

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