xPU pipeline microarch

xPU pipeline overview

insn define

item feature
Dimension scalar / vector
insn alu / shift / logic / load-store / control / csr

Pipeline

example

  1. simple pipeline

image

  1. complex pipeline

image

  1. mulit-issue pipeline

image

  1. SIMT pipeline

image

define

  1. 使用buffer解耦
  2. 不同长度的pipeline
  3. 反馈导致pipeline阻塞

status

  1. forward
  2. stall

control/operate

  1. drain off

  2. cutoff

  3. back pressure

  4. flush

  5. Speculative execution

  6. buffer read/write

level

pipeline feature
order 5 stage IF,Decode,EXE,MEM,WB
order multi-issue multi pipeline, frondEnd/backEnd
OoO out-of-order execute, multi-issue
multi-thread order, multi-thread;

OoO,multi-issue, multi-thread
SIMT SIMD, multi-thread

insn mapping

  1. pipeline stage
  2. key data structure

performance

  1. buffer可将流水线解耦
  2. 流水线中,各阶段的流量都等于起始的流量则性能达到最佳(后续流水线没有阻塞/断流)
  3. 上述特性可用于xPU的流水线性能分析
  4. referecen method: TMAT-Top-Down performance analysis methodology

思考

  1. pipeline中能使用状态机吗?
  2. pipeline中如何valid-ready控制流水线的阻塞/反压?

reference

  1. 流水线中的valid-ready握手控制打拍
  2. 数字芯片设计——握手与反压
  3. 流水线设计中的反压操作
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章