University-notes/2 курс/1 семестр/Архитектура ЭВМ/Лекции/13 билет/1.md

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:

  1. 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)

  1. 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:

  1. Табло (Scoreboard), 1963.
  2. 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.