Fundamentos de Arquitectura de Computadores: Memoria Virtual y Rendimiento de Procesadores

Gestión de Memoria Virtual

Para calcular el tamaño de la tabla de páginas, se utiliza la siguiente relación:

• Tamaño tabla páginas = N.º de entradas tabla páginas × Bytes por entrada de la tabla.
• N.º de entradas tabla páginas = Tamaño dir. virtual / Tamaño páginas.

Si el tamaño de página es de X bytes, el número de bits del campo de desplazamiento se calcula como: log₂ X = 11 bits.

Para determinar el número de bits de la página física, calculamos el número de páginas físicas como: Tamaño de la memoria física / Tamaño de página = 2^Y, siendo Y el número de bits para la página física.

Predicción de Bifurcaciones

• Predictor de un bit: Almacena el último resultado de la bifurcación, asumiendo que cada salto se comportará igual que el anterior.
• Estado estacionario: Se alcanza cuando se repite la predicción.
• Predictor de dos bits: Cambia la predicción únicamente cuando produce dos fallos consecutivos.

Los porcentajes dinámicos expresan el porcentaje de ejecución de las instrucciones.

Cálculo de Rendimiento y CPI

En caso de fallos en la predicción de bifurcaciones, si estas se resuelven en la etapa X, se perderán Y ciclos por cada fallo:

Ciclos perdidos por instrucción = Ciclos perdidos por fallo (Y) × Proporción de instrucciones de bifurcación × Proporción de bifurcaciones tomadas.

Para las pérdidas por dependencias de datos en instrucciones load, se perderá un ciclo cada vez que una instrucción siguiente tenga una dependencia con ella:

Ciclos perdidos por instrucción = Proporción de instrucciones load × Proporción de instrucciones load con dependencia de dato.

La fórmula general del CPI es: CPI = CPI_ideal + Ciclos medios perdidos por instrucción.

Tabla de Control de Instrucciones