考查：分支缓冲命中和分支预测
题目1：假设有一条长流水线，仅仅对条件转移指令使用分支目标缓冲。假设分支预测错误的开销为 4 个时钟周期，缓冲不命中的开销为 3 个时钟周期。
假设：命中率为 90%，预测精度为 90%，分支频率为 15%，没有分支的基本 CPI 为 1。
（1） 求程序执行的 CPI。
（2） 相对于采用固定的 2 个时钟周期延迟的分支处理，哪种方法程序执行速度更快
解：
（1）假设总指令数量是100条，则分支指令的数量是15条
我们需要考虑，命中之后，还要预测正确才行
缓冲命中不预测准确的开销+不命中的开销
所以，额外的
总
（2）额外的开销
更大，所以第一种更好。
考查指令的调度思想
题目2： 对于两路超标量处理器，从存储器取数据有两拍附加延迟，其它操作均有 1 拍附加延迟，对于下列代码，请按要求进行指令调度。
（1） 假设两路功能部件中同时最多只有一路可以是访问存储器的操作，同时也最多只有 一路可以是运算操作，指令顺序不变。
（2） 假设两路功能部件均可以执行任何操作，指令顺序不变。
（3） 假设指令窗口足够大，指令可以乱序（out-of-order）流出，两路功能部件均可以执行任何操作
解：
（1）题目要求：
- 顺序不变（也就是说我们的指令不能跳着来输出，必须按照顺序）
- 只能是一路运算器，一路是存储器。也就是说，当某一路正在进行存储或者运算操作还没结束的时候不能更换。
- 注意指令的相关冲突，比如LW R7之后才能进行ADD R9,R4,R7那条指令，所以我们不能马上在第二路进行安排
调度表如下：
（2）题目要求：
- 顺序不变
- 两路可以执行任何操作
LD 后面可以直接就进行SUB指令，因为等待延迟只是为了避免发生冲突，并不是因为该路拥塞。
（3）题目要求：
- 顺序可变化
- 两路可以执行任何操作
这个时候我们先调整顺序出最优情况，再按（2）来写。首先我们先找出相关的对子：
| 第一路 | 第二路 |
|---|---|
考查超标量处理机，超长字处理机，超流水线处理机
题目3： 设指令流水线由取指令、分析指令和执行指令 3 个部件构成，每个部件经过的时间为 △t，连续流入 12 条指令。分别画出标量流水处理机以及 ILP 均为 4 的超标量处理机、超长 指令字处理机、超流水处理机的时空图，并分别计算它们相对于标量流水处理机的加速比。
解：
解：
标量流水线：
多指令流出流水线的时空图：
ILP=4
超标量处理机：
超长指令处理机：
超长指令字流水线，把四条指令合并成一条长指令，所以只有三条长指令。
超流水线处理机：
把每个块分为四分。
问加速比，就是求：改进前时间/改进后的时间
改进前的时间（标量流水线）：14t
超标量处理机的时间：5 t
超长指令字处理机的时间：5 t
超流水线处理机的时间：5.75 t
加速比分别是：2.8和2.435