## 📘 **Zusammenfassung: V8a Intel und Arm – Computerarchitektur** --- ### ⚡ Power Efficiency: ARM vs. Intel ||**ARM Cortex-A8**|**Intel Core i7-920**| |---|---|---| |Markt|Mobile Devices|Server, Desktop| |TDP (Thermal Power)|2 W|130 W| |Taktfrequenz|1 GHz|2,66 GHz| |Kerne pro Chip|1|4| |Floating Point Unit|Nein|Ja| |Multiple Issue|Statisch, in-order|Dynamisch, OoO + Spec.| |Pipeline-Stufen|14|14| |Branch Prediction|2-Level|2-Level| |L1 Cache|32 KB I, 32 KB D|32 KB I, 32 KB D| |L2 Cache|128–1024 KB|256 KB| |L3 Cache|-|2–8 MB (shared)| |Max Instr/Takt|2|4| --- ### 🔄 Pipelines im Vergleich #### ARM Cortex-A8 - Pipeline: Statisch geplante Ausführung (in-order) - Einfachere Hardware → energieeffizient - Optimiert für mobile Geräte #### Intel Core i7 - Pipeline: Dynamisch, out-of-order, mit Speculation - Komplexere Hardware → höherer Energiebedarf - Optimiert für High-Performance-Anwendungen --- ### 🧮 Instruction-Level Parallelism (ILP) #### 💡 Multiple Issue: - ARM: **Statische Planung** (Compiler entscheidet Reihenfolge) - Intel: **Dynamische Planung** (CPU entscheidet zur Laufzeit) - Dynamische Planung bietet bessere Ausnutzung, aber höheren Hardwareaufwand. #### 🛠 Matrix-Multiplikation (Beispiel) - **C-Code (mit Loop Unrolling & SIMD):** - Nutzt AVX-Befehle (_mm256) - **Assembly-Code:** - Parallele Berechnungen mit YMM-Registers (256-Bit) - Beispiel: `vmulpd`, `vaddpd`, `vbroadcastsd` --- ### ⚠️ Fallacies & Pitfalls #### 🚧 Irrtümer - **„Pipelining ist einfach“:** Nur die Grundidee ist einfach, Details (Hazard Detection, Forwarding) sind komplex. - **„Pipelining ist unabhängig von Technologie“:** Fortschritte in Halbleitern machten es erst praktikabel. #### 💥 Probleme - Komplexe ISAs (z. B. x86) erschweren effiziente Pipeline-Implementierung. - **Delayed Branches:** erhöhen Designaufwand - **IA-32 Micro-Op-Ansatz:** wandelt komplexe Instruktionen in einfache Mikro-Operationen um --- ### 📜 Fazit ✅ ISA-Design beeinflusst Datapath- und Steuerwerk-Design – und umgekehrt ✅ Pipelining steigert Durchsatz, nicht Latenz ✅ Hazards (structural, data, control) sind zentrale Herausforderungen ✅ ILP steigert Parallelität, aber nur begrenzt durch Abhängigkeiten ✅ Komplexität → Energieverbrauch (Power Wall) --- ### 📝 Für die Klausur merken ✅ Unterschied ARM ↔ Intel (In-order vs. OoO, TDP, Pipelines) ✅ Statische vs. Dynamische Planung ✅ Vor- & Nachteile von ILP und Multiple Issue ✅ Fallacies (Irrtümer) beim Pipelining-Design ✅ Warum einfache ISAs (RISC) Pipelines erleichtern ---