5.9. Короткий зміст розділу

Розглянуті конфлікти в конвеєрі команд та методи їх усунення, оскільки вони знижу­ють продуктивність конвеєра, яка могла б бути досягнута в ньому в ідеальному випадку. Більше того, конфлікти можуть звести нанівець всі затрати на створення конвеєра ко­манд. Проведено аналіз методів запобігання трьом класам конфліктів: структурних, які виникають з причини браку ресурсів, коли апаратні засоби не можуть підтримувати всі можливі комбінації команд в режимі одночасного виконання з перекриттям, конфліктів за даними, що виникають у разі, коли виконання наступної команди залежить від ре­зультату виконання попередньої команди, та конфліктів керування, які виникають при конвеєризації команд передачі керування, які змінюють значення лічильника команд. Наведено приклади структур конвеєрних процесорів, у яких зменшено ймовірність ви­никнення конфліктів.

Розглянуто особливості запобігання конфліктам в суперскалярних процесорах, які є наступним кроком в побудові високопродуктивних процесорів. Суперскалярний про­цесор має кілька функціональних блоків і виконує кілька команд за один такт, тобто в такому процесорі одна команда виконується менще як за один такт. Прикладами супер­скалярних процесорів є PowerPC фірми IBM, UltraSparc фірми Sun, Alpha фірми DEC. Але методи запобігання конфліктам в таких процесорах є ще складнішими, ніж у конве­єрних процесорах, що вимагає відповідного ускладнення апаратних засобів.

Були розглянуті архітектури комп'ютерів, в яких відсутні конфлікти команд, а саме: комп'ютери з довгим форматом команди, а також комбіновані архітектури, в яких по­єднано архітектури КПСК та КДФК.

Проблеми забезпечення динамічного планування виконання команд привели роз­робників до архітектури комп'ютера з явним паралелізмом EPIC,прикладом якої ста­ла розробка ІА-64 фірми Intel.Комп'ютери цієї архітектури опрацьовують паралельно в'язанку команд, яка вказує декілька операцій, що можуть виконуватися паралельно.

201

Система команд цієї архітектури тісно пов'язана з будовою компілятора, оскільки пла­нування паралельного виконання команд тут покладено на компілятор, який здійснює цю роботу перед виконанням програми в комп'ютері.

Для зменшення впливу умовних переходів на продуктивність конвеєра в процесо­рі ІА-64 введено предикатні команди. В цьому процесорі всі команди виконуються, але результати їх виконання записуються до регістрового файла лише тоді, коли розряд пре­диката рівний 1. Результатом є те, що не потрібно зупиняти конвеєр до вияснення умови переходу, хоча виконується більша кількість команд.