Superscalar nedir?

Bir süper-ölçek işlemci , tek bir saat döngüsü sırasında aynı anda birden fazla talimatı bağımsız olarak yürütebilir. Çoklu kayan noktalı birimler, aritmetik mantık birimleri ve tam sayı değiştiriciler gibi gereksiz yürütme kaynaklarını içerir. Bu tip bir işlemci, özel bir yazılıma ihtiyaç duymadan paralel hesaplama ve spekülatif uygulama için tasarlanmıştır . Kod işlemek vedüşük faizli ihtiyaç kredisi yeniden düzenleyerek birçok işlemci yoğun uygulamaların yürütme hızını artırabilir. Sunucular, masaüstü bilgisayarlar ve hatta dizüstü bilgisayarlar dahil olmak üzere çeşitli bilgisayar sınıflarında sıklıkla kullanılır.

Her ne kadar mimarinin bazı yönleri 1960'lardan beri işlemcilerde kullanılmış olsa da, gerçek süper-ölçek işlemciler çok daha sonraya kadar serbest bırakılmadı. 1980'lerin sonlarında ve 1990'ların başlarında satılan bazı Azaltılmış Komut Seti İşlem (RISC) işlemcileri süperskalardı. Basit çekirdekler ve sabit uzunluktaki talimatlar, paralel talimatların gönderilmesini ve programlanmasını nispeten kolaylaştırdı. 1990'ların sonlarından bu yana üretilen pek çok RISC olmayan işlemciler de süper-kasa mimarilerine sahiptir. Gömülü, düşük güç ve diğer özel işlemciler genellikle istisnalar olup, paralel yürütme yerine tasarımlarının diğer yönlerini optimize ederler.

Bazı işlemciler, süper iş parçacığı olarak bilinen çoklu yürütme iş parçacıklarının yönergeleriyle tek bir boru hattını paylaşabilir . Bir işlevsel ünite, şu anda yürütmekte olan iş parçacığı üzerinde beklediği için boşta kaldığında, bu arada başka bir iş parçacığından bir yönerge yürütebilir. Bu teknik, işlemcinin tamamen kullanılmasına yardımcı olur, ancak aynı anda çoklu kullanım (SMT) kadar etkili değildir . Tek bir superscalar işlemci, SMT kullanarak aynı anda KBB notu düşüklere kredi veren bankalarbirden çok ileti dizisinden birden çok komut yürütür. Aynı anda iş parçacığı yürütmek sistem ve işlemci kaynakları için rekabet edebilir, ancak sistemi yavaşlatabilir.

Çok aşamalı boru hatlarına sahip işlemciler, farklı uygulama aşamalarında oldukları sürece aynı anda birden fazla talimatı yürütebilirler. Tersine, bir süperskalar işlemcide aynı aşamada aynı anda birkaç komut uygulanabilir. Bu işlemci tipi ve çok çekirdekli işlemci arasında birçok benzerlik olsa da, bunlar aynı değildir. Çok çekirdekli bir işlemci, bir aygıtta çekirdek adı verilen birkaç tam işlemciyi içerir. Çok çekirdekli bir işlemcinin her çekirdeği genellikle süper-ölçektir ve birkaç paralel boru hattı içerebilir.

Superscalar işlemcinin önemli bir özelliği, program kodunun verimlilik nedenleriyle işleyememesidir. Bunu yapmak için, herhangi bir talimatın bir diğerine bağımlılığının farkında olmalıdır. Eğer bir talimat bir diğerinin sonuçlarını etkiler ya da kullanırsa, ikisinin de paralel olarak idam edilmemesi kuvvetle muhtemeldir. Bazı bağımlılık türlerini ortadan kaldırmak için teknikler mevcuttur, ancak diğerleri kaynak bulunana kadar işlemeyi geciktirmelidir.

Sipariş dışı yürütme, bir sistem kesintisi meydana gelirse, kayıtların, bayrakların ve diğer kaynakların uygun içeriğini garanti edebilmelidir. Bu durumda, sistem durumu, kodun tasarlandığı gibi sırayla yürütülmüş gibi aynı görünmelidir. Bir başka nokta da, işlemcinin paralel yürütme için fırsatları bulmak için incelemesi gereken kaç talimattır. Sayı ne kadar büyük olursa, yürütme daha verimli olabilir. Bu ayrıca incelenen koddaki her bir dalın diğer tarafındaki talimatların spekülatif olarak yürütülmesini içerir.