Vliw процессоры
Very Long Instruction Word.
Эта архитектура охватывает процессоры со словами большой длины – сверхдлинными командами. Идея VLIW базируется на том, что задача планирования эффективного параллельного выполнения команд возлагается на компилятор. Такой компилятор вначале исследует программу с целью обнаружить команды, которые могут быть выполнены одновременно, при этом между ними не должно быть никаких конфликтов. В процессе анализа компилятор может частично имитировать команды. Затем компилятор пытается объединить команды в пакет, каждый из которых может рассматриваться как сверхдлинная команда. При объединении выполняются следующие условия:
Количество простых команд, объединенных в одну, равно числу имеющихся в процессоре функциональных блоков
В сверхдлинную команду входят только такие команды, которые выполняются разными функциональными блоками.
Длина команды варьируется от 256 до 1024 бит.
VLIW можно рассматривать как статичную суперскалярную архитектуру. В такой выполняемой сверхдлинной команде исключается возможность конфликтов, это позволяет предельно упростить аппаратную часть VLIW-процессора, и, как следствие, добиться более высокого быстродействия. В качестве простых команд используются команды RISC-типа, архитектуру часто называют post RISC. Максимальное число простых команд равно числу вычислительных устройств (от 3 до 20). Все вычислительные устройства имеют доступ к данным, хранящимся в едином многопортовом регистровом файле. Отсутствуют сложные аппаратные механизмы как предсказание переходов, подавляющее большинство цифровых сигнальных процессоров и мультимедийных процессоров базируются на данной архитектуру. Серьезная проблема это усложнение регистрового файла и связи файла с устройствами.
Преимущества:
Использование специальных компиляторов позволяет устранить зависимости между командами до того, как они начинают реально выполняться
Отсутствие зависимостей между командами в коде, сформированном таким компилятором
Наличие множества функциональных блоков позволяет выполнять несколько команд параллельно
Недостатки:
Требуется новое поколение компиляторов, способных проанализировать программу, найти в ней независимые команды, связать их в строки длиной от 256 до 1024 бит и обеспечить их параллельное выполнение
Компилятор должен учитывать конкретные детали аппаратных средств
При определенных ситуациях программа может оказаться недостаточно гибкой
Epic архитектура
EPIC – explicitly parallel instruction command, развивалось в университете. Термин был введен альянсом HP и Intel в ходе разработки Intel Itanium. Архитектура позволяет процессору выполнять инструкции параллельно, опираясь на работу компилятора. Современным типичным представителем является IA-64. Он имеет 128 64-разрядных регистров общего назначения, 128 80-разрядных регистров с плавающей запятой и 64 1-битовых регистра-предиката. Особенности архитектуры:
Поддержка явно выделенного компилятором параллелизма. Длина сверхдлинной команды – 128 бит. От 3 до 5 бит в начале отдается под ярлык команды, который специфицирует команду.
Наличие большого регистрового файла.
Наличие предикатных регистров
Используется спекулятивная загрузка данных, что позволяет избегать простой конвейеризации