М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

Ўта катта узунликдаги сўзли ҳисоблаш тизимлари.
VLIW ўта катта узунликдаги сўзли буйруқ архитектураси (2 – бобга қаранг) 80 – йиллардан бери университет лойиҳаларидан маълум бўлиб, микросхемаларни ишлаб чиқариш технологияси ривожлангандан кейингина ўзининг муносиб тимсолини топди. VLIW – бу микродастурли бошқариш қурилмасидаги горизонтал микробуйруқлар кўринишида ташкил қилинган буйруқлар тўпламидир.
VLIW ғояси бир неча буйруқларнинг параллел бажарилишини самарали лойиҳалаштириш масаласи «ақлли» компиля­торга юкланишига асосланади. Бундай компилятор аввал бир вақтнинг ўзида бажарилиши мумкин бўлган ҳамма буйруқларни кўриш мақсадида бошланғич дастурни зиддиятларни келиб чиқишига йўл қўймайдиган қилиб тадқиқ қилади. Компилятор, ҳаттоки, таҳлил қилиш жараёнида кўриб чиқилаётган дастурнинг бажарилишини қисман ўхшатади. Компилятор кейинги босқичда ҳар бири битта ўта узун деб қараладиган буйруқларни пакетларга бирлаштиришга ҳаракат қилади. Бир нечта оддий буйруқларни битта ўта узун буйруққа бирлаштириш қуйидаги қоида бўйича амалга оширилади:
- битта ўта узунликдаги буйруққа бирлаштирилган оддий буйруқларнинг сони процессордаги функционал (бажарувчи) блоклар (ФБ) сонига тенг;
- ўта узунликдаги буйруққа шундай оддий буйруқлар кирадики, бу буйруқлар турли ФБ томонидан бажарилади, яъни бир вақтнинг ўзида ўта узунликдаги буйруқнинг ҳамма ташкил этувчисининг бажарилиши таъминланади.
Ўта узунликдаги буйруқнинг узунлиги одатда 256 дан 1024 битгача бўлади. Бундай метабуйруқ бир неча майдонни (уни ташкил қилувчи оддий буйруқлар сонига қараб) қамрайди. Бундай майдонларнинг ҳар бири аниқ бир функционал блок учун амални таърифлайди. Айтилганларни 7.8-расм тасвирлайди. Бунда ўта узунликдаги буйруқнинг мумкин бўлган формати ва алоҳида амалларни амалга оширадиган унинг майдонлари билан ФБ орасидаги ўзаро алоқа кўрсатилган.

Расмдан кўриниб турибдики, ўта узунликдаги буйруқнинг ҳар бир майдони ўзининг функционал блокида акс этади, бу буйруқни бажариш блоки аппаратурасидан максимал фойдаланишга йўл очиб беради.

VLIW-архитектурани статик суперскаляр архитектура деб қараш мумкин. Кодни параллеллаштириб бажариш вақтида динамик эмас, балки компиляция босқичида амалга оширилиши назарда тутилади. Бажариладиган ўта узун буйруқлар конфликтларнинг келиб чиқишидан истисно бўлгани учун, у VLIW – процессорнинг аппаратурасини ниҳоятда соддалаштириш ва жуда юқори тезликка эришиш имконини беради.
Ўта узун буйруқларни ташкил қилувчи оддий буйруқлар сифатида, одатда RISC - туридаги буйруқлар ишлатилади, шунинг учун VLIW архитектурасини баъзан RISC-apхитектураси дейилади. Ўта узун буйруқдаги майдонларнинг максимал сони ҳисоблаш қурилмаларининг сонига тенг ва одатда 3 дан 20 гача бўлган диапозонда ўзгаради. Ҳамма ҳисоблаш қурилмалари ягона кўп портли регистр файлида сақланадиган маълумотларга кира олади. Суперскаляр процессорларга хос бўлган мураккаб аппарат механизмининг йўқлиги (ўтишни башорат қилиш, навбатдан ташқари бажарилиш), тезликда каттагина ютуққа эришиш ва кристалл майдонидан самарали фойдаланиш имконини беради. Аксар кўпчилик унумдорлиги 1 млрд амал/с бўлган рақамли сигнал процессорлари ва мультимедиали процессорлар VLIW-архитектурасига асосланади.