Mavzu: cisc, risc va vliw arxitekturalari reja: cisc arxitekturasi risc arxitekturasi

VLIW arxitekturasi 
VLIW-protsessorlari (juda katta buyruqli so'z) deyarli Fon-Neymann kompyuteri qoidalariga muvofiq ishlaydi. Bitta farq, protsessorga har bir sikldagi berilgan buyruqlar bir operatsiyani emas, balki bir vaqtning o'zida bir necha aniqlaydi. VLIW protsessori buyrug'i, ularning har biri o'z vazifalari uchun mas'ul bo'lgan, masalan, funktsional qurilmalarni faollashtirish, xotira bilan ishlaydigan, ro'yxatga olish operatsiyalari va boshqalarni o'z ichiga olgan bir qator maydonlardan iborat. Bu bosqichda protsessorning biron bir qismi mavjud bo'lsa gramm talab qilinmaydi, tegishli buyruqlar maydoni faollashtirilmaydi. Shunga o'xshash me'morchiligi bo'lgan kompyuter misoli Floating Point Systems-dan olingan AP-120B kompyuteridir. Birinchi etkazib berish 1976 yilda boshlangan va 1980 yilga kelib butun dunyo bo'ylab 1600 dan ortiq nusxa o'rnatilgan. AP-120V kompyuter buyrug'i 64 bitdan iborat va mashinaning barcha qurilmalari ishlashini nazorat qiladi. Har bir sikl (167 ta emas) bitta buyruq beriladi, bu soniyada 6 mln. Har bir jamoa bir vaqtning o'zida ko'plab operatsiyalarni nazorat qilganligi sababli, amalda ishlash yanada yuqori bo'lishi mumkin. AR-120B guruhining barcha 64 bitlari o'zlarining operatsion to'plamlari uchun oltita guruhga bo'linadi: 16 bitli ma'lumotlar va registrlar bo'yicha operatsiyalar, haqiqiy raqamlarni qo'shish, kirish chiqish nazorati, o'tish buyruqlar, haqiqiy raqamlar va ishchi komandalarni ko'paytirish asosiy xotira bilan. VLIW protsessor dasturi har doim parallelizm haqida aniq ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Bu erda derleyici dasturda parallelizmni aniqlaydi va operatsiyalar bir-biridan mustaqil bo'lgan apparatni ochiq-oshkor qiladi. VLIW protsessorlarining kodlari jarayonning qanday bajarilishini aniq rejasini o'z ichiga oladi: har bir operatsiya bajarilganda, qaysi funktsional qurilmalar ishlay olishi, qaysi operatorlar bo'lishi kerakligini qayd qiladi va hokazo. VLIW kompilyatori bunday dasturni to'liq tushunishga ega bo'ladi. Umuman aytganda, superscalar mashinalari uchun kompilyatorlardan foydalanish mumkin bo'lmagan maqsadli VLIW protsessori. Ikkala yondashuv ham o'z afzalliklari va kamchiliklariga ega va VLIW arxitekturasining soddaligi va cheklangan imkoniyatlarini superskalar tizimlarining murakkabligi va dinamik qobiliyatlariga qarshi turish kerak emas. Kompilyatsiya vaqtida operatsiyalarni bajarish uchun reja tuzish, yuqori tizimlariga nisbatan yuqori darajadagi parallellashni ta'minlash uchun muhimdir. Derleme vaqtida, faqat dasturni bajarish vaqtida supersqalar me'morchiligiga xos bo'lgan dinamik mexanizmlar yordamida echilishi mumkin bo'lgan noaniqlik mavjudligi aniq.
VLIW konsepsiyasi RISC arxitekturasiga asoslangan bo`lib, asosiy o`zgarish bu – bir nechta sodda RISC buyruqlari birlashtirilib yuqori uzunlikdagi parallel bajariluvchi buyruqlar shakliga o`tkazilishidir. Buyruqlar tizimi arxitekturasi tasniflanishida VLIW RISCdan qisman farq qiladi. VLIWda parallel hisoblashning qo`shimcha darajasi tadbiq etildi, ya`ni VLIW hisoblash mashinasi emas hisoblash tizimi sifatida qaraldi.
Bu bir nechta qisqa buyruqlarning birikmasi bo'lib, bitta sikldagi buyruqlarni bajarish uchun bir nechta ijro birliklarining parallel ravishda ishlashini talab qiladi.
VLIW ( inglizcha juda uzun buyruq so'zi - "juda uzun mashina buyrug'i") -
bu bir nechta hisoblash moslamalari bo'lgan protsessorlarning arxitekturasi . Bu bitta protsessor buyrug'ida parallel ravishda bajarilishi kerak bo'lgan bir nechta
operatsiyalar mavjudligi bilan tavsiflanadi. Aslida, bu "dasturchiga ko'rinadigan" mikroprogramma nazorati, agar mashina kodi apparatni to'g'ridan-to'g'ri boshqarish uchun biroz qisqartirilgan mikrokod bo'lsa .
Superscalar protsessor ham bir necha kompyuter Module bor, lekin muammo
o'rtasida ish taqsimlash hal etiladi apparat . Bu protsessor dizaynini ancha
murakkablashtiradi va xatolarga yo'l qo'yishi mumkin. VLIW protsessorlarida
tarqatish muammosi kompilyatsiya vaqtida echiladi va ko'rsatmalarda qaysi
hisoblash moslamasi qaysi buyruqni bajarishi kerakligi aniq ko'rsatilgan.
VLIW-ni RISC mafkurasining mantiqiy davomi deb hisoblash mumkin , uni
bir nechta hisoblash modullari bilan arxitekturalarga etkazish. Xuddi RISC-da
bo'lgani kabi , ko'rsatmalarda har bir protsessor moduli aniq nima qilishi kerakligi
aniq ko'rsatilgan. Shu sababli, VLIW-ni RISC mafkurasining mantiqiy davomi deb hisoblash mumkin , uni bir nechta hisoblash modullari bilan arxitekturalarga etkazish. Xuddi RISC-da bo'lgani kabi , ko'rsatmalarda har bir protsessor moduli aniq nima qilishi kerakligi aniq ko'rsatilgan. Shu sababli, ko'rsatmalar 128 yoki hatto 256 bitgacha bo'lishi mumkin ko'rinib turganidek, uzoq buyruqning har bir maydoni sizning funktsional blokingizda ko'rsatiladi, bu sizning buyruq ijrosi blokining apparatidan maksimal darajada foydalanish imkonini beradi. VLIW arxitekturasi statik superskalar arxitekturasi sifatida qaralishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, kodni parallellashtirish ijro etilayotganda dinamik ravishda emas, balki kompilyatsiya bosqichida amalga oshiriladi. Yuqori va uzoq guruhdagi mojarolar ehtimoli bartaraf etilishi VLIW protsessorining asbob-uskunalarini juda soddalashtirishga va natijada yuqori tezlikka erishishga imkon beradi.RISC-tipdagi buyruqlar odatda juda uzoq vaqtni tashkil etadigan oddiy buyruqlar sifatida ishlatiladi, shuning uchun VLIW arxitekturasi ba'zan noctrisc-ap-heathecture deb ataladi. Uzoq buyruqdagi maksimal maydon soni hisoblash qurilmalarining soniga teng va odatda 3 dan 20 gacha o'zgarib turadi. Barcha hisoblash qurilmalari bitta ko'p portli ro'yxatga olish faylida saqlangan ma'lumotlarga kirish imkoniyatiga ega. Superkalarli protsessorlarga xos bo'lgan murakkab apparat mexanizmlarining yo'qligi (o'tishni taxmin qilish, favqulodda ishlash va boshqalar). g.), tezlik bilan katta g'alaba va kristalning maydonini yanada samarali ishlatish qobiliyatini beradi. Raqamli signal protsessorlari va multimediya protsessorlarining katta qismi 1 milliarddan ortiq operatsiya/s vliw arxitekturasiga asoslangan. VLIW ning jiddiy muammosi-bu faylning ro'yxatga olish faylining murakkabligi va hisoblash qurilmalari bilan aloqasi. ko'rinib turganidek, uzoq buyruqning har bir maydoni sizning funktsional blokingizda ko'rsatiladi, bu sizning buyruq ijrosi blokining apparatidan maksimal darajada foydalanish imkonini beradi. VLIW arxitekturasi statik superskalar arxitekturasi sifatida qaralishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, kodni parallellashtirish ijro etilayotganda dinamik ravishda emas, balki kompilyatsiya bosqichida amalga oshiriladi. Yuqori va uzoq guruhdagi mojarolar ehtimoli bartaraf etilishi VLIW protsessorining asbob-uskunalarini juda soddalashtirishga va natijada yuqori tezlikka erishishga imkon beradi.RISC-tipdagi buyruqlar odatda juda uzoq vaqtni tashkil etadigan oddiy buyruqlar sifatida ishlatiladi, shuning uchun VLIW arxitekturasi ba'zan noctrisc-ap-heathecture deb ataladi. Uzoq buyruqdagi maksimal maydon soni hisoblash qurilmalarining soniga teng va odatda 3 dan 20 gacha o'zgarib turadi. Barcha hisoblash qurilmalari bitta ko'p portli ro'yxatga olish faylida saqlangan ma'lumotlarga kirish imkoniyatiga ega. Superkalarli protsessorlarga xos bo'lgan murakkab apparat mexanizmlarining yo'qligi (o'tishni taxmin qilish, favqulodda ishlash va boshqalar). g.), tezlik bilan katta g'alaba va kristalning maydonini yanada samarali ishlatish qobiliyatini beradi. Raqamli signal protsessorlari va multimediya protsessorlarining katta qismi 1 milliarddan ortiq operatsiya/s vliw arxitekturasiga asoslangan. VLIW ning jiddiy muammosi-bu faylning ro'yxatga olish faylining murakkabligi va hisoblash qurilmalari bilan aloqasi.