VLIW 架構和超標量處理器有什麼區別?


VLIW 架構

VLIW 代表超長指令字。它是一種指令集體系結構,旨在充分利用指令級並行 (ILP) 來提高效能。

中央處理器允許程式僅按順序指定要執行的指令,而 VLIW 處理器允許程式顯式地確定要並行執行的指令。這種設計旨在實現更高的效能,而不會像某些其他設計那樣複雜。

VLIW 架構與超標量處理器密切相關。兩者都旨在透過利用指令級並行來加速計算。兩者都具有幾乎相同的執行基礎,包括並行控制的多個執行單元 (EU),並使用所有資料型別的統一暫存器檔案或 FX 和 FP 資料的特定(分割)暫存器檔案,如圖所示。

超標量處理器

超標量處理器旨在為單個順序程式產生每時鐘週期執行多條指令的執行速度。超標量處理器設計定義了一組方法,使計算機的中央處理器 (CPU) 能夠在執行單個順序程式時獲得每週期多條指令的吞吐量。

超標量體系結構包含並行執行單元,這些單元可以同時執行指令。這種並行體系結構最初是在 RISC 處理器中執行的,RISC 處理器使用簡短而簡單的指令來執行計算。由於其超標量效率,RISC 處理器通常比以相同兆赫執行的 CISC 處理器效能更高。

超標量處理的主要功能是超標量指令發出。更高的發出率會導致更高的處理器執行速度,同時也會加劇控制和資料依賴性對處理器實現的限制性影響。

讓我們看看 VLIW 架構和超標量處理器的比較。

VLIW 架構超標量處理器
VLIW 架構接收單個多操作指令。
超標量處理器除了傳統的順序指令流之外,還可以發出多條指令。
VLIW 方法需要超長指令字來指定每個執行單元應該做什麼。
超標量處理器接收順序流,然後對其進行解碼,發出單元將為多個執行單元發出多條指令。在超標量中,指令單元可以每週期發出 2 到 6 條指令。
VLIW 架構處理器需要無依賴性程式碼。
超標量處理器不需要無依賴性程式碼,可以使用專用硬體來處理依賴性。
VLIW 複雜度較低。
具有相同並行度的超標量處理器比 VLIW 架構更復雜。
VLIW 用於靜態排程。
超標量用於動態排程。

更新於: 2021 年 7 月 23 日

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