2.2. Краткий обзор набора инструкций переходов.

Внутри системной среды Itaniumпроцессор может в любое время выполнять любые инструкцииIA-32 илиItanium. Три специальные инструкции и прерывания задаются для переключения процессора между наборами инструкцийItaniumиIA-32.

• jmpe (IA-32 инструкция) переход к инструкции типа Itanium и переключение на набор инструкций типа Itanium.

• br.ia (Itanium инструкция) переход к инструкции типа IA-32 и переключение на набор инструкций типа IA-32.

• rfi (Itanium инструкция) “Return from interruption” задает возврат к IA-32 или Itanium инструкции.

• Прерывания переводят процессор в набор инструкций типа Itanium не зависимо от условий прерывания.

Инструкции jmpe и br.iaобеспечивают малозатратный механизм для передачи управления между различными наборами инструкций. Эти инструкции обычно включены в “thunks” или “stubs” (“заглушки”) осуществляющие требуемое редактирование связей и вызовов условий для динамически и статически подключаемых библиотек. Детали описаны в разделе 6.1. «Виды наборов инструкций».

2.3. Свойства набора инструкций IntelItanium

Архитектура Itaniumвключает особенности, которые позволяют поддерживать высокую производительность и удаляют барьеры, препятствующие дальнейшему увеличению производительности. АрхитектураItaniumоснована на следующих принципах:

• Явный параллелизм

  • Механизмы взаимодействия компилятора и процессора

  • Массив ресурсов, дающий преимущество параллельным инструкциям.

  • 128 регистров для целых и действительных чисел

  • Поддержка множества исполнительных устройств и портов памяти.

• Свойства, которые увеличивают параллелизм уровня инструкций

  • Спекулятивность (которая минимизирует воздействие время ожидания)

  • Предикативность (которая устраняет переходы)

  • Программный конвейер циклов с уменьшением потерь

  • Предсказание переходов для уменьшения затрат на переходы

• Фокусированные улучшения для увеличения производительности программного обеспечения

  • Специальная поддержка модульности программного обеспечения

  • Высокопроизводительная архитектура с плавающей точкой

  • Специальные мультимедиа-инструкции

Следующие разделы выдвигают на первый план эти важные особенности архитектуры Itanium.

2.4. Параллелизм уровня инструкций

Параллелизм уровня инструкций (ILP) – это возможность выполнять несколько инструкций одновременно.

Архитектура Itaniumразрешает запуск независимых инструкций в связках (три инструкции в связке) и может запускать несколько пакетов за такт. АрхитектураItaniumпозволяет компилятору направлять работу и планировать параллельные нити вычислений с помощью большого количества параллельных ресурсов, таких как большие регистровые файлы и множественность исполнительных устройств.

Архитектура Itaniumвключает механизмы, обеспечивающие преимуществаILP. Компиляторы для традиционных архитектур часто ограничены в своих возможностях по применению спекулятивной информации, поскольку они не могут гарантировать, что она всегда корректна. АрхитектураItaniumпозволяет компилятору использовать спекулятивную информацию без ущерба для корректности выполнения приложения (см. раздел 2.6 «Спекулятивность»). В традиционной архитектуре вызовы процедур ограничивают производительность, из-за сливания (spill) и заливания (fill) регистров. АрхитектураItaniumпозволяет процедурам передавать применение регистров процессору. Это позволяет процессору планировать процедурные регистровые операции даже при низкой степениILP. См. раздел 2.7 «Стек регистров».