Super škálovatelnost
Pod superskalárem je míněna vlastnost procesoru zpracovávat více instrukcí z proudu instrukcí současně s množstvím paralelně pracujících funkčních jednotek. Jedná se o souběžnost na úrovni příkazů, ve které se používá jemnozrnná souběžnost mezi jednotlivými příkazy. Jelikož Superskalartechnik nemění architekturu instrukční sady, je také vyslovována mikroarchitektura .
V angličtině je superskalární procesor znám také jako procesor s více emisemi . Z technického hlediska je superscalarita dalším vývojem pipeline CPU a používá se ve špičkových procesorech a od Intel Pentium také ve standardních procesorech v technologii osobních počítačů . Superskalita není v oblasti mikrokontrolérů příliš běžná. Společnost ARM řešila tento nedostatek v roce 2014 pomocí mikrokontrolérů Cortex M7.
Základní princip superskalárního přístupu se objevil v roce 1964 ve společnosti Control Data Corporation (CDC) , která vyvinula první superpočítač ( CDC 6600 ). Počítač architektura CDC 6600 již zahrnuto několik funkčních jednotek pracují paralelně na různých matematických operací.
Existují tři typy superskality:
- Superskalární procesory se statickým plánováním : Počet příkazů, které lze provádět paralelně za cyklus CPU, není specifikován, ale určuje jej dynamicky CPU. Vzhledem k tomu, že plánování je statické, pořadí příkazů určuje kompilátor (provedení v pořadí ).
- Superskalární procesory s dynamickým plánováním : CPU určuje, které instrukce jsou prováděny paralelně, a také pořadí, ve kterém k tomu dochází (provádění mimo pořadí ).
- VLIW procesory ( Very Long Instruction Word ) : Tyto architektury používají výrazně delší instrukce, ve kterých jsou specifikovány instrukce, které mají být prováděny paralelně. V architektuře IA-64 se tomu také říká EPIC .
Pomocí superskalárních procesorů lze zvýšit počet příkazů prováděných na jednotku cyklu ( Instructions per Cycle , IPC). Důvodem je to, že načítání příkazů a operandů obvykle trvá podstatně méně hodinových jednotek než provádění příkazů. Poslední závisí také na typu příkazů (sčítání, násobení, dělení atd.).
Termín superskalární je modifikací termínu skalární . Skalární procesory mohou provést maximálně jednu instrukci za taktovací cyklus. Superskalární procesory na druhou stranu mohou provádět více než jednu instrukci za taktovací cyklus.
Individuální důkazy
- ↑ Cortex-M7 Processor http://arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-m7-processor.php
- ↑ Cortex-M pro začátečníky - přehled rodiny procesorů Arm Cortex-M a srovnání (2017) https://community.arm.com/cfs-file/__key/telligent-evolution-components-attachments/01-2057- 00-00-00-01-28-35 / Cortex_2D00_M-pro-začátečníky-_2D00_-2017_5F00_EN_5F00_v2.pdf , 2.5 Podpora pokynů v Cortex-M7
- ^ John Hennessy, David Patterson: Počítačová architektura. Kvantitativní přístup. 4. vydání, Morgan Kaufmann Publishers, ISBN 978-0-12-370490-0 , s. 114.