Buyruqlar darajasida parallelikni ta’minlash usullari buyruqlar darajasidagi parallellik

9-Ma’ruza

• 
  Buyruqlar darajasidagi parallellik (Instruction-level parallelism — ILP) - bu kompyuter dasturida bir vaqtning o'zida qancha operatsiyani bajarish mumkinligini o'lchaydigan o'lchovdir. Buyruqning bajarilishining potentsial ustma-ust tushishi "buyruq sathidagi parallellik" deb nomlanadi.
  

MARKAZIY PROTSESSOR

• 
  Markaziy protsessor ma'lumotlarni qayta ishlash uchun asosiy operatsiyalarni amalga oshiradigan hisoblash tizimini qurishning asosiy elementidir. Umumiy holda, har qanday mashina ko'rsatmalarini qayta ishlash jarayonida amalga oshiriladigan barcha harakatlar odatda sikl deb ataladi.
  

MASHINA BUYRUQLARINI QAYTA ISHLASH SIKLI QUYIDAGI BOSQICHLARNI O'Z ICHIGA OLADI:

• 
  Tasodifiy kirish xotirasidan buyruqni olish;
  
• 
  Amaldagi operandlar sonini, ularning joylashishini va registrdagi va / yoki tasodifiy kirish xotirasidagi manzillarini aniqlaydigan, shuningdek qaysi operatsiya bajarilishini belgilaydigan buyruqlarning dekodlanishi.
  
• 
  Oldingi bosqichda yaratilgan ijro manzillari (ID) yordamida RAMdan ma'lumotlarni olish;
  
• 
  Operandalar bo'yicha arifmetik-mantiqiy konversiyani bajarish bilan bog'liq ma'lumotlarni qayta ishlash;
  
• 
  Natijalarni protsessorning registr xotirasida yoki tezkor xotirada (RAM) qayd etish;
  
• 
  Mashina buyruqlarini (PR) qayta ishlash paytida maxsus holatlarning paydo bo'lishiga javob berish mexanizmini amalga oshiradigan uzilishlar bilan ishlash.
  

Protsessor elementining ish faoliyatini yaxshilashning muqobil usuli bu mashina buyrug'ini qayta ishlashga parallel yondoshishdan foydalanishdir. Ushbu yo'nalish doirasida konverlini va superkonverli qayta ishlash, hisoblashni superskalar va vektorli tashkil etish tamoyillari amalga oshirildi va amalda faol qo'llanilmoqda.

• 
  Konveyerni qayta ishlash. Hisoblash konveyri mustaqil manbalar (bloklar) to'plami bilan ifodalanadigan tuzilishga ega, ularning har biri mashina buyruqlarini qayta ishlash siklidagi aniq bir bosqichni bajarishga mas'uldir. Shunday qilib, konveyr liniyasida bir vaqtning o'zida bir nechta mashina buyruqlarini bajarilishini faollashtirish mumkin, lekin ishlov berish davrining turli bosqichlarida. Umumiy holatda, har bir soniyada konveyer maksimal n ta mashina buyruqlarini qayta ishlashga qodir, bu yerda n - MBBS bosqichlarini amalga oshirish uchun mustaqil bloklar soni. Oldingi blok natijalari keyingi blok uchun kirish ma'lumotlari sifatida ishlatiladi.
  

SUPER KONVEYERLI QAYTA ISHLASH

• 
  Konveyr liniyasi tezligini oshirishning bir necha yo'li mavjud. Birinchidan, mashina buyruqlarini qayta ishlash siklining har bir bosqichida bir nechta kichik siklarning bajarilishi tufayli konveyr taktini qisqarishi va shunga mos ravishda chastotaning ko'payishi bilan bir necha substansiyalarga bo'linadi. Ikkinchidan, protsessorda bir-birining ustiga chiqib ketadigan bir nechta konveyr liniyalarini amalga oshirish orqali. Birinchi usul odatda supero'tkazgich deb nomlanadi, ikkinchisi - superskalar bilan ishlov berish.
  

SUPERSKALYAR QAYTA ISHLASH

• 
  Superskalyar protsessori ma'lum operatsiyalar sinflarini bajarishga mas'ul bo'lgan bir nechta mustaqil ma'lumotlarni qayta ishlash birliklarini o'z ichiga oladi. "Skalyar" atamasi ushbu protsessorlarning vektorli ma'lumotlar bilan ishlaydigan kalkulyatorlardan tub farqini ta'kidlash uchun ishlatiladi Ushbu tartib protsessorga bir vaqtning o'zida skalar ma'lumotlari bo'yicha bir nechta buyruqlarni bajarishga imkon beradi. Umuman olganda, superskalar bilan ishlov berish turli xil protsessor konveyrlarida parallel ravishda sodir bo'ladi. Bu erda MBBSning 1-bosqichida bir nechta buyruqlarni tanlash kerak, ularning har biri o’z konveyr liniyasida va buyruqni bajarish qismida ishlashga ketadi. Bir nechta buyruq va ma'lumotlarni tanlash uchun maxsus xotirani tashkil qilish kerak.