3.4 KiB
Определение динамического планирования. Принципы реализации динамического планирования.
Динамическое планирование (неупорядоченное исполнение, out-of-order execution) - аппаратный механизм переупорядочивания (изменения порядка исполнения инструкций) во время исполнения.
- Не может преодолеть истинные зависимости данных, но пытается сократить или даже предотвратить простои.
- Позволяет обрабатывать случаи, когда зависимости между инструкциями неизвестны во время компиляции.
Концепции:
- Инструкциям разрешается исполняться неупорядоченно, как только становятся доступны их операнды.
- Разрешение инструкциям неупорядоченно завершаться.
Реализация динамического планирования:
-
Ступень декодирования инструкций ID делится на 2 ступени:
- Выдача - декодирование инструкций, проверка структурных конфликтов. Всегда выполняется в порядке, указанном в программе.
Зависимости под данными записываются по мере того, как инструкции выдаются (динамически создается эквивалент графа зависимостей для множества инструкций, которые находятся в ЦП)
- Чтение операндов - ожидание разрешения конфликтов данных, если они есть, и последующее чтение операндов по мере их доступности. Может происходить в порядке, отличном от указанного в программе.
-
На ступени выборки инструкции IF производится выборка дополнительной инструкции в специальный регистр или нескольких инструкций в очередь в каждом такте.
-
Увеличивается число функциональных устройств для исполнения большего числа инструкций на ступени EX без структурных конфликтов.
-
Два подхода к реализации:
- Табло (Scoreboard), 1963.
- Алгоритм Томасуло, 1966.
Будем считать, что стадия выборки выполняется на соответствующем для нее такте, что конфликтов управления у нас не возникает, что выборка всегда успевает поставить нам очередную инструкцию. Предполагаем, что может быть реализовано несколько исполняющих блоков на стадии исполнения.