超标量


简明扼要入门:

现代微处理器架构

乱序执行(Out-of-order execution)是现代超标量处理器(Microprocessor)一个很重要的特性。

指令集在Instruction window内虽然是投机性执行(Speculative execution)的, 但是window之外,还是按program 循序执行的。

对于相关的算法还有有必要了解一下。第一个算法是 Tomasulo algorithm,IBM是POWER1第一个使用改算法的处理器。

算法具体描述及其硬件设计见:Design and Evaluation of a RISC Processor with a Tomasulo Scheduler

相关论文: 

相关教学视频讲义:   

简单多发射pipeline图

1. 来自wiki

 

Simple superscalar pipeline.
By fetching and dispatching two instructions at a time,
a maximum of two instructions per cycle can be completed.
(IF = Instruction Fetch, ID = Instruction Decode,
EX = Execute, MEM = Memory access,
WB = Register write back, 
i = Instruction number,  t = Clock cycle [i.e., time])

 2. 单发和双发的对比

常见的多标量处理器架构图   

1. power 8 

2. CPU Architecture Inside Gemini Lake  

 相关杂文   


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