Оглавление
Параллелизм на уровне команд
-
Определение и обсуждение ILP
- ILP – это параллельное выполнение последовательности команд в программе.
- ILP отличается от параллелизма, который подразумевает наличие нескольких потоков выполнения.
- Существуют два подхода к параллелизму на уровне команд: аппаратный и программный.
-
Аппаратный и программный параллелизм
- Аппаратный параллелизм основан на динамическом параллелизме, когда процессор решает, какие команды выполнять параллельно.
- Программный параллелизм основан на статическом параллелизме, где компилятор решает, какие команды выполнять параллельно.
-
Примеры и использование ILP
- В примере программы операции 1 и 2 могут быть выполнены одновременно, в то время как операция 3 зависит от них и не может быть выполнена до их завершения.
- ILP может быть использован для ускорения выполнения программ, особенно в областях, таких как графика и научные вычисления.
-
Технологии для использования ILP
- Конвейерная обработка команд и суперскалярное выполнение являются примерами микроархитектурных технологий, которые способствуют ILP.
- Выполнение не по порядку позволяет выполнять инструкции в любом порядке, не нарушая зависимостей данных.
-
Оптимизация и ограничения ILP
- Компиляторы и аппаратное обеспечение используют ILP для оптимизации выполнения программ.
- Спекулятивное выполнение и предсказание ветвлений являются методами, которые помогают в извлечении ILP.
- Однако современные процессоры сталкиваются с ограничениями, такими как несоответствие между частотой процессора и временем доступа к памяти.
-
Перспективы и альтернативы ILP
- Отрасль стремится к использованию более высоких уровней параллелизма, таких как многопроцессорная обработка и многопоточность.
- ILP не всегда эффективен для преодоления задержек в памяти и может быть ограничен сложностью и задержкой аппаратных структур.
Полный текст статьи: