スーパースカラ型マイクロプロセッサの命令発行機構の解析

概要

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スーパースカラ技術では、単位サイクルあたり複数の命令を、マイクロプロセッサ内部の複数の演算器に発行して高性能化を達成する。命令発行の際、以下の依存関係により同時発行が阻害される。・データ依存後続命令が先行命令の結果を参照・逆依存先行命令の読込元と後続命令の書込先が同じ・出力依存先行命令と後続命令の書込先が同じ・制御依存分岐条件が先行命令の結果に依存上記依存を解消し、より多くの命令を発行するため、種々の命令発行方式が提案されている。従来の解析では、純粋に命令の並列度を評価することを目的としていたので、命令は理想的に供給されるとしていた。しかしながら、現実のマイクロプロセッサに応用する場合、命令/データ供給能力は分岐命令とキャッシュメモリにより左右されるという問題がある。我々は、仮想的にマイクロプロセッサモデルを構築し、分岐機構とメモリ階層による性能阻害要因を組み込んで、種々の命令発行方式を実現した場合の性能を解析した。本稿では、仮想マイクロプロセッサでの命令供給能力による命令発行機構の性能変化について報告する。
一般社団法人情報処理学会の論文
1992-09-28