Методы решения проблемы условного перехода. (Конвейер с множественными потоками).
Другим решением проблемы переходов служит дублирование начальных
ступеней конвейера и создание тем самым двух параллельных потоков команд:
При выборке очередной команды блок перехода анализирует КОП команды, если это команда УП, то в первом продолжении конвейера выполняется поток команд в случае невыполнения условия перехода, во втором продолжении – в случае выполнения условий перехода.
После исхода команды УП к оставшейся части конвейера подключается нужный конвейер.
Недостатки: Основной недостаток метода состоит в том, что на конвейер или в поток может поступить новая команда УП до того, как будет принято окончательное решение по текущей команде перехода. Каждая такая команда требует дополнительного потока.
Т. е. недостатки аналогичны со случаем буфера предвыборки.
18.Суперскалярная архитектура.(общая характеристика)
К классу супрерскалярных относятся процессоры в которых используется несколько независимых конвеерных операций. Наличие нескольких конвееров позволяет выйти на следующий уровень параллелизации обеспечивающий обработку нескольких потоков команд одновременно. Например машинные команды загрузки, сохранения, и условного перехода могут запускаться одновременно и выполняться независимо друг от друга.
19. Суперскалярные архитектуры. (Двойной конвеер из пяти стадий с общим отделом вызова команд).
Здесь общий отдел вызова команд берет из памяти сразу по две команды и помещает каждую из них в один из конвееров. Чтобы могли выполняться параллельно две команды они не должны конфликтовать при использовании ресурсов( например регистров). И не один из них не должен зависить от результата выполнения другой. Если команды входящие в пару были несовместимыми или сложными то выполняться будет только одна из них.
20.Суперскалярные архитектуры. (Конвейер с шестью функциональными блоками).
Переход к четырем конвеерам возможен но это требовало создания громоздкого программного обеспечения. Вместо этого используется другой подход. Основная идея – один конвеер с большим количеством функциональных блоков которые параллельно выполняют несколько машинных команд.
Суперскалярный конвеер с шестью функциональными блоками:
21. Суперскалярные архитектуры.( Сравнение суперскалярной и суперконвейерной схем).
Из этих диаграм видно что суперскалярные и суперконвеерные схемы обрабатывают одинаковое количество команд. Но суперскалярные проигрывают суперконвеерным в обработке начальных команд. В некоторых вычислительных машинах реализовано и то и другое. Такое совмещение имеет место в процессорах Athlone.
22. Особенности реализации суперскалярных процессоров.
В суперскалярных процессорах одновременная работа нескольких конвееров становится источником дополнительных неувязок. В частности проблемы последовательности поступления команд на исполнение и проблемы последовательности завершения команд. Дело в том что в современных микропроцессорах каждая команда разбивается на простейшие микрооперации. Которые далее выполняются суперскалярным процессорным ядром в порядке который угоден процессору. Множественность конвееров приводит к неупорядоченной выдаче, завершении и взаимозависимости команд. Чтобы устранить эти проблемы были разработаны технологии динамического исполнения команд.