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必须按顺序发生的操作的处理器的延迟界限和吞吐量界限

我的教科书(计算机系统:程序员的观点)指出,当一系列操作必须严格按顺序执行时,就会遇到延迟界限,而吞吐量界限则表征​​处理器功能单元的原始计算能力。

课本5.5、5.6题介绍了这两种可能的多项式计算循环结构

double result = a[0];
double xpwr = x;
for (int i = 1; i <= degree; i++) {
    result += a[i] * xpwr;
    xpwr = x * xpwr;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

double result = a[degree];
double xpwr = x;
for (int i = degree - 1; i >= 0; i--) {
    result = a[i] + x * result;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

假设循环在具有以下执行单元的微体系结构上执行:

  • 一个浮点加法器。它的延迟为 3 个周期,并且是完全流水线化的。
  • 两个浮点乘法器。每个的延迟是 5 个周期,并且都是完全流水线化的。
  • 四个整数 ALU,每个都有一个周期的延迟。

为这个问题给出的浮点乘法和加法的延迟界限分别是 5.0 和 3.0。根据答案键,第一个循环的总循环延迟是每个元素 5.0 个周期,第二个是每个元素 8.0 个周期。我不明白为什么第一个循环不是 8.0。

似乎 a[i] …

performance cpu-architecture micro-optimization

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