Ushtrim… kujtesa kashé dhe influenca e saj në CPI

Një procesor me arkitekturë Load/Store dhe me një pipeline të thjeshtë ka një CPI ideale =1. Frekuenca e tij e clockut është  1 Ghz.  Frekuenca e ekzekutimit të instruksioneve Load/Store është 25%. Procesori komunikon me një kujtesë kashé të ndarë në “I-Cache” = Instruksion kashé dhe  “D-Cache“= Data kashé, me këto parametra:

I-Cache : Miss rate = 2% dhe Miss Penalty =10 ns.

D-Cache : Miss rate =10% dhe Miss Penalty =10 ns.

Sa do të ishte vlera e re e CPI-së, e cila merr parasysh ekzistencën e kujtesës kashé me parametrat e mësipërm?

Zhvillim

Perioda e clockut të procesorit është  1 ns ( 1/10⁹ ).

CPI = CPI ideale + vonesat për çdo instruksion të shkaktuara nga kujtesa kashé.

Pra : CPI = 1 + CPI _I + CPI _D

Kujtesës I-Cache i referohen (e aksesojnë)  të gjithë instruksionet pa përjashtim ( kujtoni fazën “fetch”), prandaj mund të llogaritim :

CPI _I = Miss rate X Miss Penalty = 0.02 X 10 cikle clocku = 0.2

Kujtesës D-Cache i referohen (e aksesojnë)  vetëm instruksionet që shkëmbejnë TE DHENA me kujtesën. Këta janë instruksionet Load/Store. Prandaj mund të llogaritim :

CPI _D = Frekuenca e Load/Store X Miss Rate X Miss Penalty = 0.25 X 0.1 X 10 cikle = 0.25

Përfundimisht mund të llogaritim :

CPI = 1 +CPI _I + CPI _D = 1+0.2+0.25 = 1.45