超標量


簡明扼要入門:

現代微處理器架構

亂序執行(Out-of-order execution)是現代超標量處理器(Microprocessor)一個很重要的特性。

指令集在Instruction window內雖然是投機性執行(Speculative execution)的, 但是window之外,還是按program 循序執行的。

對於相關的算法還有有必要了解一下。第一個算法是 Tomasulo algorithm,IBM是POWER1第一個使用改算法的處理器。

算法具體描述及其硬件設計見:Design and Evaluation of a RISC Processor with a Tomasulo Scheduler

相關論文: 

相關教學視頻講義:   

簡單多發射pipeline圖

1. 來自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. 單發和雙發的對比

常見的多標量處理器架構圖   

1. power 8 

2. CPU Architecture Inside Gemini Lake  

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