Шпаргалка: Командный цикл процессора
- непосредственно управляет специфическим функциональным блоком при простом декодировании;
- имеет небольшую длину.
18. Каким образом можно повышать производительность VLIW-процессора?
Это возможно сделать двумя способами: увеличить тактовую частоту ЦП или увеличить количество одновременно выполняемых операций, тем самый увеличив длину слова инструкций и добавив в процессор дополнительные вычислительные модули.
19. Что ограничивает повышение производительности VLIW?
Ограничивает повышение производительности зависимость компилятора от микроархитектуры.
Решением является 2 стадии компиляции:
- генерация промежуточного кода
- трансляция промежуточного кода в машинно-зависимый на машине пользователя.
Также проблемой является реакция программы на непредусмотренные в процессе компиляции динамические ситуации (например неизвестно время ожидания ввода-вывода).
20. Какие преимущества имеет архитектура VLIW с точки зрения технологии?
Архитектура VLIW ориентирована на вычисления, где особенно необходимо большое быстродействие процессора, но для объектно-ориентированных и управляемых по событиям программ она менее подходит.
21. Какие существуют трудности реализации VLIW?
При реализации архитектуры VLIW возникают и другие серьезные проблемы: VLIW-компилятор должен в деталях знать внутренние особенности архитектуры процессора, опускаясь до внутреннего устройства самих функциональных модулей. Как следствие, при выпуске новой версии VLIW-процессора с большим количеством обрабатывающих модулей (или даже с тем же количеством, но другим быстродействием) все старое программное обеспечение, скорее всего, потребует полной перекомпиляции. Надо ли было при переходе, скажем, на процессор 486 избавляться от имеющегося ПО для процессора 386? Конечно, нет, а вот при переходе от одного VLIW-процессора к другому придется, и это разработчик должен учесть при планировании своих затрат и потребуются дополнительные средства на перекомпиляцию. Сторонники VLIW-архитектуры в оправдание предлагают разделить процесс компиляции на две стадии. Все программное обеспечение должно готовиться в аппаратно-независимом формате с использованием промежуточного кода, который окончательно транслируется в машинно-зависимый код только после установки на машине пользователя. Пример такого подхода демонстрирует фонд OSF со своим стандартом ANDF (Architecture-Neutral Distribution Format). Но кроссплатформенное программное обеспечение пока еще только желаемое, а в действительности разработчики ПО для ПК зачастую весьма инертны по отношению к принятию радикально новых технологий. Другая трудность и это по своей сути статическая природа оптимизации, которую обеспечивает VLIW-компилятор. Как поведет себя программа, когда столкнется во время компиляции с непредусмотренными динамическими ситуациями, такими как, например, ожидание ввода-вывода? Архитектура VLIW возникла в ответ на требования со стороны научно-технических организаций, где при вычислениях особенно необходимо большое быстродействие процессора, но для объектно-ориентированных и управляемых по событиям программ она менее подходит, а ведь именно такие программы составляют сейчас большинство в мире ПК. Но и это еще не все: а как можно проверить, что компилятор выполняет такие сложные преобразования надежно и правильно? Пока никак. Вот почему VLIW-компиляторы называют вещью в себе. Однако решение сложной задачи обеспечения взаимодействия аппаратного и программного обеспечения в архитектуре VLIW требует серьезных предварительных исследований.
22. Какова сфера применения VLIW-компьютеров?
Что означает понятие «EPIC»?
EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) - микропроцессорная архитектура с явным параллелизмом команд. Термин введён в 1997 году альянсом HP и Intel для разрабатываемой архитектуры Intel Itanium. EPIC позволяет микропроцессору выполнять инструкции параллельно, опираясь на работу компилятора, а не выявляя возможность параллельной работы инструкций при помощи специальных схем. В теории, это могло упростить масштабирование вычислительной мощности процессора без увеличения тактовой частоты.
23. На что направлены методы минимизации приостановок работы конвейера?
Методы минимизации приостановок работы конвейера нацелены на достижение идеального CPI = 1.
Что характеризует показатель CPI?
CPI – среднее количество тактов на выполнение команды (clock per instruction)
командный цикл процессор архитектура конвейер
CPI конв. = CPI ид.конв. + Cс + Cд + Cу,
где Cс, Cд, Cу – приостановки конвейера из-за структурных конфликтов, конфликтов по данным и конфликтов по управлению, соответственно.
24. Каким образом достигается CPI меньше 1?
Снижение CPI - повышение производительности:
минимизации приостановок конвейера –достижение идеального CPI = 1;
параллельная выдача нескольких команд в каждом такте – CPI < 1:
оснащение процессора множеством функциональных модулей обработки;