07 31 Ocak - 2 Şubat 2007 Kütahya - Akademik Bilişim Konferansları

Akademik Bilişim’07 - IX. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri31 Ocak - 2 Şubat 2007 Dumlupınar Üniversitesi, KütahyaGenişletilmiş Tomasulo Algoritması veKuraldışı Durumların İşlenmesiMüge Sayıt, Ahmet BilgiliEge Üniversitesi, Uluslararası Bilgisayar Enstitüsü, 35100, İzmirmuge.fesci@ege.edu.tr, ahmetbilgili@gmail.comÖzet: 1967 yılında geliştirilen Tomasulo algoritması, yazmaç yeniden isimlendirme yöntemi ileWAR ve WAW risklerine karşı beklemeye neden olmadan çözüm üretir. Genişletilmiş Tomasuloalgoritması, yazmaçlar için ayrı bir ünite tasarlanmıştır. Bu çalışmada, Genişletilmiş Tomasuloalgoritması bir MIPS simülatöründe uygulanmış ve Yazmaç Güncelleme Ünitesi (YGÜ) boyutlarınagöre performans değerlendirmesi yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Tomasulo Algoritması, Genişletilmiş Tomasulo, Kuraldışı Durum.Extended Tomasulo Algorithm and Exception HandlingAbstract: Tomasulo algorithm, which was developed in 1967, avoids WAR and WAW hazardsusing register renaming. In Extended Tomasulo algorithm, a different unit is designed for registers.In our work, Extended Tomasulo algorithm is implemented in a MIPS simulator and performanceis measured according to different size of Register Update Unit (RUU).Keywords: Tomasulo Algorithm Extended Tomasulo, Exception.1. GirişProgramlarda yer alan veri riskleri (data hazards)işhatlı (pipeline) bir işlemcinin bu riskortadan kalkana kadar beklemesine (stall) nedenolmaktadır. Bekleme süresini azaltmak yada yoketmek için işhatlarında statik ve/veyadinamik zamanlama kullanılır. Statik zamanlama,derleyici tarafından derlenme zamanındaele alınırken; dinamik zamanlama donanımsalolarak çalışma zamanında çözülür.Dinamik zamanlama yönteminde kullanılanbelli başlı algoritmalar arasında Scoreboard veTomasulo sayılabilir. Scoreboarding algoritması,tüm veri risklerini tespit ederek ortadan kaldırırve eğer çalışmada herhangi bir risk yoksakomutları sırasız olarak çalıştırabilir.Tomasulo algoritması ise yazmaçları yenidenisimlendirerek (renaming) oluşabilecek veri risklerini(WAR ve WAW) ortadan kaldırmaktadır.Scoreboard algoritmasında hedef yazmaçlar yenidenisimlendirilemediği için tekrar kullanılıncayakadar sakladığı bilginin korunması gerekir.Bu durum işlemcinin beklemesine neden olur.Genişletilmiş Tomasulo algoritması, YazmaçGüncelleme Ünitesi (YGÜ) ile tüm yazmaçlarıbir havuzda toplar ve kuraldışı durumların işlenmesindekolaylık sağlar.Makalenin izleyen bölümleri şu şekildedir: 2.bölümde Tomasulo algoritması, 3. bölümdeGenişletilmiş Tomasulo algoritmasından sözedilmiştir, 4. bölümde gerçekleştirilen uygulamave 5. bölümde sonuçlar yer almaktadır.2. Tomasulo Algoritması413Tomasulo algoritması işletilirken, komutlarısırayla yayınladıktan (issue) sonra parametle-