Внеочередное исполнение

Внеочередное исполнение (англ. Out-of-order execution) в парадигма, применяемая при разработке вычислительных устройств, с целью повышения производительности. Её особенность в том, что инструкции поступают в исполнительные модули не в порядке их следования, как было в концепции выполнения инструкций по порядку (англ. In-Order execution), а по готовности к выполнению. Среди широко известных машин впервые эта парадигма была в существенной мере реализована в машинах CDC 6600 фирмы Cоntrol Data и IBM 360/91 фирмы IBM.

[править] Концепция

[править] Выполнение инструкций по порядку

Считывание инструкции
Если все операнды инструкции доступны, то она передаётся на выполнение соответствующему исполнительному модулю, иначе процессор останавливается, ожидая готовности операндов.
Инструкция выполняется в соответствующем модуле.
Модуль записывает результат обратно в регистровый файл.

[править] Выполнение не по порядку

Считывание инструкции
Помещение инструкции в очередь
Инструкция находится в очереди до тех пор пока её операнды не станут доступны. Таким образом инструкция может покинуть очередь прежде, чем попавшая туда раньше.
Выбранная из очереди инструкция выполняется в соответствующем модуле.
Результат помещается в очередь.
Только после того, как все инструкции, которые были в очереди впереди данной, выполнятся, её результат помещается в регистровый файл.

Ключевая идея внеочередного выполнения заключается в возможности избежать простоя процессора в тех случаях, когда данные, необходимые для выполнения очередной инструкции, недоступны. Как можно видеть выше, процессор избегает простоев, которые возникают в пункте 2 для очередного выполнения инструкций в случае, когда инструкция не может быть выполнена из-за недоступности ее операндов.

Процессор с внеочередным выполнением кода выполняет те инструкции, которые готовы, вне зависимости от их порядка следования в коде программы. Инструкции выполняются не в порядке их следования в коде программе, а в порядке доступности данных в регистрах процессора. После выполнения процессор меняет порядок результатов выполнения инструкций так, чтобы создавалась видимость нормального, очередного выполнения.

Внеочередное выполнение тем эффективнее, чем длиннее конвейер процессора, и чем больше разница в скорости между памятью (оперативной или кэшем) и процессором. В современных компьютерах процессоры работают намного быстрее памяти, поэтому во время ожидания поступления данных процессор может выполнить множество инструкций, операнды которых доступны.

Внеочередное исполнение

[править] Концепция

[править] Выполнение инструкций по порядку

[править] Выполнение не по порядку

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках