Τι είναι η επιβίβαση στην αρχιτεκτονική υπολογιστών;

Το σκάφος είναι μια τεχνική στην αρχιτεκτονική υπολογιστών που χρησιμοποιείται για τον χειρισμό της εκτέλεσης εκτός τάξης σε έναν επεξεργαστή αγωγών. Είναι μια πιο εξελιγμένη προσέγγιση από τους απλούς σταθμούς κράτησης, παρέχοντας μεγαλύτερη ευελιξία και ενδεχομένως υψηλότερες επιδόσεις. Αντί να παρακολουθεί τη διαθεσιμότητα πόρων, παρακολουθεί επίσης τις εξαρτήσεις των δεδομένων μεταξύ των οδηγιών.

Δείτε πώς λειτουργεί:

* Έκδοση διδασκαλίας: Οι οδηγίες λαμβάνονται και εκδίδονται στις μονάδες εκτέλεσης του επεξεργαστή μόλις οι τελεστές τους είναι διαθέσιμοι και οι απαιτούμενες μονάδες εκτέλεσης είναι δωρεάν. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την αυστηρή εκτέλεση της τάξης, όπου οι οδηγίες ολοκληρώνονται με την ίδια σειρά που έχουν ληφθεί.

* Πίνακας αποτελεσμάτων: Αυτή είναι μια κεντρική δομή δεδομένων που διατηρεί τις ακόλουθες πληροφορίες για κάθε εντολή:

* Κατάσταση οδηγιών: Υποδεικνύει εάν η εντολή εκδίδεται, εκτελείται ή ολοκληρώνεται.

* τελεστές: Παραθέτει τους τελεστές προέλευσης που απαιτούνται από την εντολή.

* Κατάσταση λειτουργίας: Για κάθε τελεστή, υποδεικνύει εάν ο τελεστής είναι διαθέσιμος ή εξακολουθεί να υπολογίζεται με άλλη εντολή.

* Μητρώο προορισμού: Καθορίζει το μητρώο προορισμού όπου θα γραφτεί το αποτέλεσμα.

* Μονάδα εκτέλεσης: Υποδεικνύει ποια μονάδα εκτέλεσης έχει εκχωρηθεί η εντολή.

* Παρακολούθηση εξάρτησης δεδομένων: Ο πίνακας αποτελεσμάτων παρακολουθεί τις εξαρτήσεις δεδομένων μεταξύ των οδηγιών. Μια εντολή δεν μπορεί να ξεκινήσει την εκτέλεση μέχρι να είναι έτοιμοι όλοι οι τελεστές της. Αυτό αποφεύγει τους κινδύνους που θα μπορούσαν να συμβούν σε εκτέλεση εκτός τάξης.

* Κατανομή πόρων: Ο πίνακας αποτελεσμάτων παρακολουθεί τη διαθεσιμότητα μονάδων εκτέλεσης και άλλων πόρων. Όταν μια εντολή είναι έτοιμη να εκτελεστεί, ο πίνακας αποτελεσμάτων την αποδίδει σε μια διαθέσιμη μονάδα εκτέλεσης.

* Γράφοντας αποτελεσμάτων: Μόλις μια εντολή ολοκληρώσει την εκτέλεση, ο πίνακας αποτελεσμάτων ενημερώνει την κατάσταση του μητρώου προορισμού του. Άλλες οδηγίες που περιμένουν αυτό το αποτέλεσμα μπορούν στη συνέχεια να προχωρήσουν.

Βασικά πλεονεκτήματα του σκάφους βαθμολογίας πάνω από απλούστερες τεχνικές:

* Βελτιωμένος παραλληλισμός: Επιτρέποντας την εκτέλεση εκτός της παραγγελίας, ο πίνακας αποτελεσμάτων μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον παραλληλισμό σε επίπεδο διδασκαλίας (ILP).

* Μειωμένοι πάγκοι: Επειδή παρακολουθεί τις εξαρτήσεις των δεδομένων, ελαχιστοποιεί τους πάγκους αγωγών που προκαλούνται από τους κινδύνους δεδομένων.

* χειρίζεται πιο σύνθετες εξαρτήσεις: Είναι πιο ισχυρές από τις απλούστερες μεθόδους στη διαχείριση διαφόρων τύπων εξαρτήσεων δεδομένων (ανάγνωση-μετά-write, write-after-read, write-after-write).

Περιορισμοί του boardinginging:

* πολυπλοκότητα: Το boarding boarding είναι ένας πιο πολύπλοκος μηχανισμός σε σύγκριση με την εκτέλεση εντός τάξης ή τις απλούστερες τεχνικές εκτός τάξης. Η εφαρμογή του ίδιου του πίνακα αποτελεσμάτων απαιτεί σημαντικούς πόρους υλικού.

* Περιορισμένη εκτέλεση εκτός τάξης: Ενώ βελτιώνει τον παραλληλισμό, εξακολουθεί να έχει περιορισμούς σε σύγκριση με πιο προηγμένες τεχνικές όπως ο αλγόριθμος του Tomasulo, ο οποίος επιτρέπει τον πιο δυναμικό προγραμματισμό. Το boarding boarding έχει γενικά έναν πιο περιορισμένο βαθμό εκτέλεσης εκτός τάξης.

Συνοπτικά, η βαθμολογία αποτελεσμάτων είναι μια πολύτιμη τεχνική για τη βελτίωση της απόδοσης των επεξεργαστών με αγωγούς, επιτρέποντας την εκτέλεση εκτός τάξης, ενώ παράλληλα διαχειρίζεται τις εξαρτήσεις των δεδομένων και την κατανομή των πόρων. Ωστόσο, η πολυπλοκότητά του σημαίνει ότι μπορεί να μην είναι η βέλτιστη επιλογή για όλα τα σχέδια επεξεργαστών.