 |
|
Найпростіший (класичний) конвеєр
Характеристики пристрою:
Пропускна здатність = 1 IPC
Тривалість стадії = 1 цикл
Необхідний (максимальний) ступінь паралелізму = 1 команда
Суперскалярний конвеєр
Характеристики пристрою:
Пропускна здатність = n IPC (=3 IPC на малюнку)
Тривалість стадії = 1 цикл
Необхідний (максимальний) ступінь паралелізму = n команд (=3 на малюнку)
Як бачимо, в тому випадку, коли тривалість всіх стадій є однаковою, пропускна здатність суперскалярного конвеєра в n разів вища за звичайний. Однак для повного завантаження та максимальної ефективності необхідно, щоби на кожному циклі роботи він був завантажений n командами, які можуть виконуватись незалежно одна від одної. Така вимога істотно обмежує ефективність суперскалярного конвеєра, адже ступінь схованого паралелізму звичайних послідовних програм, зазвичай, є не дуже високою і в середньому обмежена числами близько 2.5-3 IPC, хоча на окремих класах задач може бути істотно вищою. Подальше збільшення рівня паралелізму потребує вже зміни самої парадигми програмування.
VLIW-конвеєр
Пропускна здатність = n IPC (=3 IPC на малюнку)
Тривалість стадії = 1 цикл
Необхідний (максимальний) ступінь паралелізму = n команд (=3 на малюнку)
З малюнку легко бачити, що базові параметри VLIW-конвеєра повністю збігаються з такими для суперскалярного конвеєра (хоча що стосується реальних, а не теоретичних, показників IPC, то вважається що спеціальні інструменти VLIW-процесорів для виявлення схованого паралелізму послідовних програм є більш оптимістичними, аніж суперскалярний підхід). VLIW-процесори апаратурно є набагато простішими, аніж суперскалярними, і це можна бачити з конфігурації конвеєра. Тут підготовка до виконання цілого комплексу команд, упакованих в довге командне слово, на стадії EX відбувається одночасно (пакування відбувається ще на етапі компіляції програми), тоді як в звичайному суперскалярному процесорі кожна команда проходить усі стадії окремо.