Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling Veerle Desmet Promotor: prof. Koen De Bosschere Vakgroep ELIS Doctoraatsverdediging 26 juni.

Slides:



Advertisements
Verwante presentaties
Vakgroepvoorzitter Prof. Jan Van Campenhout Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen.
Advertisements

Inhoud Wat kun je zien in de atmosfeer ?
Hoogbegaafdheid: Een Uitdaging!
Testen van embedded systemen
NASK – WAARNEMEN VS METEN EN MEETONNAUWKEURIGHEID
NASK – WAARNEMEN VS METEN EN MEETONNAUWKEURIGHEID
Processor & Toetsenbord
De drie stappen van systeemontwikkeling
Leerlijn: Programmeertechnieken, Databanken, Algoritmen Gent, 7 januari 2013 met dank aan: Annemie Vorstermans, Joost Vennekens, Koen Pelsmaekers, Jeroen.

Observeren en rapporteren
Slide 1Structuur en Organisatie van Computersystemen: deel 2Yolande Berbers Geavanceerde pipelining en parallellisme op het niveau van instructies (ILP:
Ingenieurstudies na de BAMA hervorming: anders dan vroeger?
Exploratie van de ontwerpruimte 3. Prototypes, emulatie en simulatie Prof. dr. ir. Dirk Stroobandt Academiejaar
1 Inleiding tot de besturingssystemen Prof. K. De Bosschere Vakgroep ELIS Universiteit Gent.
Vakgroepvoorzitter Prof. Jan Van Campenhout Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen.
1/1/ /e/e eindhoven university of technology 5JJ20:Computerarchitectuur 2M200:Inleiding Computersystemen Sessie 3(1): Instructietypen (1)
1/1/ / faculty of Electrical Engineering eindhoven university of technology 5JJ20:Computerarchitectuur 2M200:Inleiding Computersystemen Sessie 1(2): overzicht.
NASK – WAARNEMEN VS METEN EN MEETONNAUWKEURIGHEID
Het gedrag van pissebedden.
Multimediatoepassingen
Inhoud (2) Netwerkanalyse Signalen als dragers van informatie
Multimedia(technieken)
ELIS – Multimedia Lab Multimedia academiejaar 2006–2007 Practicum 2: Videocodering 26 februari 2007 Sarah De Bruyne Multimedia Lab vakgroep Elektronica.
ELIS – Multimedia Lab Multimedia academiejaar 2006–2007 Practicum 3: Codeerefficiëntie 12 maart 2007 Sarah De Bruyne Multimedia Lab vakgroep Elektronica.
ELIS – Multimedia Lab Internettechnologie Rik Van de Walle Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen (ELIS) Faculteit Ingenieurswetenschappen Universiteit.
Natuurkunde 1.3 Meten en 1.4 Massa. Door Sylvia en Arniko.
Natuurkunde §4.1 temperatuur en moleculen
Processor & Toetsenbord
1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 2IC20:Computersystemen Week 3: Instructietypen (1)
 Eerst gaan we het hebben over de Harddisk ( door Mike )  Dan gaan we het hebben over de scanner ( door Jeffrey )  Dan gaan we het hebben over de computer.
 Eerst gaan we het hebben over de Harddisk ( door Mike )  Dan gaan we het hebben over de scanner ( door Jeffrey )  Dan gaan we het hebben over de computer.
Ontwerpen van Digitale Systemen
Het weer een lessenserie over meteorologie
Typ hier je eigen naam Naam van de school
Lesplanning tot einde periode
Uitleg: Je pp moet uit minimaal 12 dia’s bestaan.
Racedetectie in Parallelle Programma’s door Gecontroleerde Heruitvoering Michiel Ronsse Promotoren: Prof. K. De Bosschere Prof. J. Van Campenhout Vakgroep.
Ervaringen van kinderen in woorden vangen
1 Ontwerp van een hardware-versneller voor de vergelijking van DNA-sequenties Promotoren: Prof. Stroobandt (ELIS) Prof. Van de Peer (PSB) Begeleiders:
Door Van de Maele Anthony En Vanhulle Koen
Mercurius..
Gemiddelde Gewogen en Ongewogen
2PROJ5 – PIC assembler Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 1 Les 3 - onderwerpen Instruction timing Shadow.
Theresialyceum. OriëntatieTheorievormingOntwerpplanExperimentVerwerkingRapportagePresentatie Onderzoekscyclus Experiment.
Kijken naar kinderen les 2 Hafida El-Gharbaoui
Promo! Type 2 Per twee: 13,20 euro legplanken per twee kasten: 12,48 m Type 1 Per twee: 12,50 euro legplanken per twee kasten: 10,60 m 5 legplanken 4 legplanken.
Hoorcollege 1: efficiëntie en complexiteitsontwikkeling.
De atlas Hoe gebruik je dat?.
Methoden & Technieken van Onderzoek
Hoorcollege 1: efficiëntie en complexiteitsontwikkeling.
Significante cijfers Wetenschappelijke notatie a • 10b
Interest berekeningen
Digitale gegevens Drs. Ing. Rainier Kock 1. Vorige les 2 Computers werken met elektrische schakelingen Schakelaar aan = 1, uit = 0 Tekst, geluid en beeld.
Introductie ‘Hacklab MOOC’
Klas 4 KGT H11 Het Weer.
Weer en Klimaat Weer is de toestand van de atmosfeer
Les 4 : rekenen met tabellen
Getallen Vakgroep ELIS
HET PROFIEL VAN DE LEDEN BIJ JIMS FITNESS
Les 2: gegevens samenvatten
Besturingssystemen Prof. K. De Bosschere Vakgroep ELIS
NASK – WAARNEMEN VS METEN EN MEETONNAUWKEURIGHEID
Waarom is het soms nat en soms droog?
Computerarchitectuur
Huishoudelijke zorg plannen
Begeleiden les 1.
Ontwerp een buitenles Les 1 Les 5.
Ontwerp een buitenles Les 1 Les 3.
Rob Goossens Wat weten we nu?.
Transcript van de presentatie:

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling Veerle Desmet Promotor: prof. Koen De Bosschere Vakgroep ELIS Doctoraatsverdediging 26 juni 2006

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen http Computerarchitectuur gaat over de interne werking van computers

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 3 instructievenster Superscalaire architectuur instructiecache ophalendecoderenregister hernoemdispatch functionele eenheid functionele eenheid functionele eenheid functionele eenheid ROB register bestand lees A lees B C+=A*B 10 keer? schrijf C nog iets einde Sprong- voorspeller

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 4 instructievenster Sprongvoorspelling instructiecache ophalendecoderenregister hernoemdispatch functionele eenheid functionele eenheid functionele eenheid functionele eenheid ROB register bestand Sprong- voorspeller 4 lees A lees B C+=A*B 10 keer? schrijf C nog iets einde

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 5 instructievenster Elke foute voorspelling die we vermijden, is beter instructiecache ophalendecoderenregister hernoemdispatch functionele eenheid functionele eenheid functionele eenheid functionele eenheid ROB register bestand Sprong- voorspeller lees A lees B C+=A*B 10 keer? schrijf C nog iets einde

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 6 Analogie: weersvoorspelling Nodeloos sleuren met paraplu of nat worden naar buiten kijken barometer weerbericht seizoen satellietbeelden weerspreuk temperatuur vochtigheid Nauwkeurigheid hangt samen met hoeveelheid informatie

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 7 Er zijn 4 groepen informatiebronnen voor sprongvoorspelling Broncode Profiel Uitvoering ? Tijdsverloop van de gemiddelde sprongrichting gedrag recente sprongen; registerinhouden, type geheugen- afhankelijkheid Machinecode lus i<10 lusbegin einde if g == 0 printf() register, lusniveau, basisblokgrootte, afhankelijkheidsafstand, aantal inkomende pijlen in basisblok

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 8 Conditionele entropie meet de kwaliteit van de informatiebron beter 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, hoeveelheid informatie (bit) conditionele entropie (bit) Profiel Uitvoering ? Sprongadres Globale geschiedenis Gshare informatie lus i<10 lusbegin einde if g == 0 printf() Machine- code kost

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 9 lus opcode call return lusbegin store postdom heuristiek niet-genomen genomen niet-genomen genomen afstand niet-genomen <3 ongedefinieerd ≥3 neeja Cluster Statisch Dynamisch 2FAR Informatiebronnen entropie

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 10 Statische sprongvoorspelling maakt 25-35% foute voorspellingen BTFNT: Backward Taken, Forward Not Taken Lussen (bv. for, while) In de zomermaanden geen regen lus i<10 lusbegin einde if g == 0 printf() Machine- code nee ja lus i<10 lusbegin einde if getal == 0 printf() ja nee

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 11 Prioriteiten wanneer meerdere informatiebronnen ter beschikking lus i<10 lusbegin einde if getal == 0 printf() lus pointer call opcode return store ja heuristiek nee heuristiek nee ja [Ball & Larus] lusbegin guard nee random empirisch 34% foute voorspellingen ja nee

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 12 Beslissingsbomen kunnen informatiebronnen ordenen lus pointer call opcode return store ja heuristiek nee heuristiek nee ja [Ball & Larus] lusbegin guard nee random lus opcode call return lusbegin store ja heuristiek nee ja nee heuristiek pointer nee empirisch C4.5

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 13 beter gzip vpr gcc mcf crafty parser perl gap vortex bzip2twolf compress go ijpeg li m88ksim gemiddelde foute voorspellingen (%) Systematische ordening vermindert foute voorspellingen Ball & Larus: 34% Systematische volgorde: 33%

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 14 if -blok postdominerend blok if (input ≥ 0) opcode Extra informatiebronnen toegevoegd SPEC CPU2000 INT SPEC CPU95 INT postdom nee ja afstand nee <3 ongedefinieerd ≥3 neeja lus call return lusbegin store ja heuristiek nee ja nee heuristiek pointer nee ld r3,(r1) beq r2 cmplt r1,10,r2 add r3,r4,r5 bne r2 afstand 2 afstand ongedefinieerd +

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 15 Nieuwe heuristieken maken minder vaak foute voorspellingen beter gzip vpr gcc mcf crafty parser perl gap vortex bzip2twolf compress go ijpeg li m88ksim gemiddelde foute voorspellingen (%) Ball & Larus: 34% Systematische volgorde: 33% Systematisch, met extra heuristieken: 28.9% [ACSAC2005, Using Decision Trees to Improve Static Branch Prediction]

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 16 lus opcode call return lusbegin store postdom heuristiek niet-genomen genomen niet-genomen genomen afstand niet-genomen <3 ongedefinieerd ≥3 neeja Cluster Statisch Dynamisch 2FAR Informatiebronnen -14.7% entropie

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 17 I Dynamische sprongvoorspelling Sprongadres Globale geschiedenis Lokale geschiedenis nee ja E elementen Uitvoering ?

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 18 tabelgrootte (in # elementen E) foute voorspellingen (%) SPEC CPU2000 INT beter Hoe groter de tabel, des te minder foute voorspellingen gshare [McFarling] = Sprongadres Globale geschiedenis I % voor E=4096 5% voor E=32768 N sprongen N >> E interferentie

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 19 Interferentie is vaker destructief dan constructief neutraaldestructief constructiefneutraal E elementen tabelgrootte (in # elementen E) oneindig # elementen interferentie (%)

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 20 Cluster Sprongclustering om interferentie te structureren tijd N sprongen k-means clusteralgoritme gemiddelde sprongrichting % 25-50% 0-25% niet uitgevoerd Cluster Profiel

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 21 I Sprongclustering introduceert subtabellen Sprongadres Globale geschiedenis Lokale geschiedenis Cluster nee ja E/k elementen per subtabel

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 22 Sprongclustering effectief voor kleine tabellen tabelgrootte (in # elementen E) bimodaal [Smith] Sprongadres foute voorspellingen (%) origineel sprongclustering tabelgrootte (in # elementen E) Sprongadres Globale geschiedenis ipv 7.3% E=4096 gshare foute voorspellingen (%) 6.4% origineel sprongclustering 100-tal elemente n

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 23 I Sprongclustering introduceert subtabellen Sprongadres Globale geschiedenis Lokale geschiedenis Cluster nee ja E/k elementen per subtabel Sprongclustering met verhakselen E elementen

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 24 Sprongclustering met verhakselen werkt voor grote tabellen tabelgrootte (in # elementen E) gshare foute voorspellingen (%) tabelgrootte (in # elementen E) 3 3,5 4 4,5 5 5, M origineel sprongclustering

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 25 lus opcode call return lusbegin store postdom heuristiek niet-genomen genomen niet-genomen genomen afstand niet-genomen <3 ongedefinieerd ≥3 neeja 2-8x kleiner Cluster Statisch Dynamisch 2FAR Informatiebronnen -14.7% entropie -12.3%

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 26 Dynamische sprongclustering in nieuwe 2FAR sprongvoorspeller [CBP2004, JILP2005: 2bcgskew fused by a redundant history perceptron predictor] dynamische clustervoorspeller 32 Kbit sprong- voorspeller 29 Kbit 3 Kbit Lokale gesch Sprongadres Globale geschiedenis nee ja

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 27 I Sprongclusteringsmogelijkheden in een perceptronvoorspeller Sprongadres Globale geschiedenis Lokale geschiedenis Cluster nee ja +

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 28 Minder foute voorspellingen 64 Kbit (32768 elementen) foute voorspellingen (%) beter gzip vpr gcc mcf crafty parser eon perlbmk gap vortex bzip2 twolf gemiddelde [JILP2005] gshare 5% 2FAR 3.25% O-GEHL 3.20%

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling – Veerle Desmet – 26 juni 2006 Faculteit Ingenieurswetenschappen – Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen 29 lus opcode call return lusbegin store postdom heuristiek niet-genomen genomen niet-genomen genomen afstand niet-genomen <3 ongedefinieerd ≥3 neeja Cluster Statisch Dynamisch 2FAR Informatiebronnen -35% -14.7% entropie -12.3% 2-8x kleiner

Systematisch ontwerp van kosteffectieve sprongvoorspelling Veerle Desmet Promotor: prof. Koen De Bosschere Vakgroep ELIS Doctoraatsverdediging 26 juni 2006