確率遷移行列による命令先読みキューの動的挙動解析
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概要
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マイクロプロセッサ内に命令先読みキューをもつことで, プロセッサとバスの効率が大きく上がることが知られており, すでに広く採用されている. その先読みキュー内に保持される命令語数の挙動解析は基本的には待ち行列の問題であるが, キューの容量による上限や, ブランチ命令でキュー内の命令が一まとめに捨てられること, 命令実行時間の分布がきれいな関数系で与えられないことなどから容易ではなかった. 本論文では, キューの挙動をキュー内の命令語数, 命令先読み方式, 実行プログラムの統計パラメータなどで決まるある有限状態をもつマルコフ連鎖として表現する. 一方, キューの使用効率は, キュー内に保持される命令語数に対する確率分布の時間平均で表す. この使用効率は, 上記のマルコフ連鎖の確率遷移行列をもとに計算できるが, 大次元の行列を扱うことになるので計算は現実的でない. そこで, 本論文では, 十分長い周期ごとにキュー内の命令語長を観測することにして, 前記のマルコフ連鎖からキュー内の命令語数のみを状態とする新しいマルコフ連鎖を構成し, 問題の低次元化をはかる. キューの使用効率はこのマルコフ連鎖の確率遷移行列から直接に計算できる. 本論文では, 以上の解析法の原理とともに具体的な計算法示す. そして, いくつかの解析例を示すとともに, そのシミュレーションによる結果と対照して, よく一致していることも示す.
- 1984-11-15
著者
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