1、 寫出64位定點數的補碼、原碼表示範圍。
2、 理解計算題。計算l2cache缺失時的損失週期數。題目大意：
l1cache命中時，讀資料需要3個週期，當l1不命中時，需要去l2取資料，當l2命中的時候，若l2為直接對映，則增加3個cycle的週期損失，若l2為二路組相連，則增加2個cycle的週期損失，若l2為四路組相連，則增加1個cycle的週期損失；當l2不命中的時候，損失50個cycle。已知直接對映時l2cache命中率為20%，二路組相連時l2cache命中率為15%，四路組相連時l2cache命中率為10%。分別求三種相連情況下讀l1cache的週期損失數。
3、 問答題。考察對資料一致性的理解。題目大意
在計算機體系結構中，經常存在乙個資料的多個副本，可能會造成資料的不一致性。試說明（1）write buffer和cache之間可能存在的資料一致性問題 （2）cache和主存之間的資料一致性問題，並且分別給出消除不一致性的硬體或軟體的解決方案。
4、 理解計算題。考察暫存器重新命名。題目大意
某n發射流水線定義了m個虛擬暫存器，採用物理暫存器重新命名機制。已知從重新命名階段到寫回階段需要t1個時鐘週期，從重新命名階段到提交階段需要t2個時鐘週期。為了保證流水線可以全速最大負荷執行，問至少需要多少個物理暫存器。
5、 雙發射流水線軟體指令排程，寫指令序列，計算每個迴圈的最小週期數。題目大意
已知有雙發射流水線（浮點指令可以和其它指令並行發射），且有如下指令序列
l: ld r2, 0(r1)
addd r4,r2,r1
sd 0(r1), r4
subi r1,r1, 8
bne r1，l
nop
已知相關的ld指令和addd指令間至少相隔1個週期，addd指令和sd指令之間至少相隔2個週期。現在採用3次迴圈展開，採用重新命名技術。問此時每個迴圈至少需要多少個時鐘週期？
做累了沒？來我部落格歇會兒唄；）
6、 問答題。tlb異常、page fault之關係
（1）tlb缺失和page fault異常之間有何聯絡？
（2）可不可能發生這種情況：tlb命中並且發生缺頁異常。
7、 用verilog寫16個8位數相加的華萊士樹，要求最後一級使用先行進製加法器。
8、 證明[x]補+[y]補=[x+y]補
9、 對於cpu a，它採用一條比較指令計算條件碼，緊接著一條指令根據條件碼執行跳轉。對於cpu b，採用傳統的mips形式，同一條指令中計算跳轉條件並執行跳轉。由於這種區別，cpu a的主頻是cpu b的1.2倍。已知某段**中跳轉指令佔總指令數的25%，那麼計算條件碼的指令相應地佔25%。問cpu a、b哪個快？如果cpu a的主頻是cpu b的1.1倍呢？（note：此題原題有歧義，存在爭議）
10、 mips指令中，不能有reg-mem型的定點數操作指令，必須寫成：
ld $1, 0($n)
add $2,$2,$1
假設引入一種mips變種指令，可以使用reg-mem型，上面的指令可寫成：
add $2, 0($n)
問（1）請寫出乙個指令序列，使得即使有了reg-mem型指令支援，編譯器也無法將你的指令序列轉化成reg-mem型。
（2）reg-mem型指令會帶來5%的主頻下降。假設cpi不變，已知**中有26%的ld指令，問至少將這些ld中的多少（百分百）轉化成reg-mem型指令才能保證效能不下降？
（3）在靜態流水線（if, id, ex, mem, wb)中，難以實現對reg-mem型指令的支援，為什麼？
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老師說題目難度比較大，大家不要擔心。運用之妙，存乎一心！
胡偉武《處理器設計》（系統結構）2023年1月試題
1 寫出64位定點數的補碼 原碼表示範圍。2 理解計算題。計算l2cache缺失時的損失週期數。題目大意 l1cache命中時，讀資料需要3個週期，當l1不命中時，需要去l2取資料，當l2命中的時候，若l2為直接對映，則增加3個cycle的週期損失，若l2為二路組相連，則增加2個cycle的週期損失...
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