Açıkça paralel talimat hesaplama - Explicitly parallel instruction computing

Açıkça paralel öğretim hesaplaması ( EPIC ), 1997 yılında HP-Intel ittifakı tarafından araştırmacıların 1980'lerin başından beri araştırdığı bir bilgi işlem paradigmasını tanımlamak için icat edilen bir terimdir . Bu paradigmaya Bağımsızlık mimarileri de denir . Intel Itanium mimarisinin Intel ve HP geliştirmesinin temelini oluşturdu ve HP daha sonra "EPIC" in Itanium mimarisi için yalnızca eski bir terim olduğunu ileri sürdü. EPIC , paralel komut yürütmeyi kontrol etmek için mikroişlemcilerin karmaşık kalıp içi devreler yerine derleyiciyi kullanarak yazılım talimatlarını paralel olarak yürütmelerine izin verir . Bunun amacı, daha yüksek saat frekanslarına başvurmadan basit performans ölçeklendirmesine olanak sağlamaktı .

VLIW'deki kökler

1989'a gelindiğinde, HP'deki araştırmacılar, azaltılmış komut seti bilgisayar (RISC) mimarilerinin döngü başına bir komut sınırına ulaştığını fark etti . Daha sonra EPIC olarak adlandırılan yeni bir mimari hakkında bir araştırma başlattılar . Araştırmanın temeli, her komutta birden çok işlemin kodlandığı ve ardından birden çok yürütme birimi tarafından işlendiği VLIW idi .

EPIC'in bir amacı, talimat planlamasının karmaşıklığını CPU donanımından , talimat planlamasını statik olarak yapabilen (izleme geri bildirim bilgilerinin yardımıyla) yazılım derleyicisine taşımaktı. Bu, CPU'daki karmaşık programlama devresine olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve ek yürütme kaynakları da dahil olmak üzere diğer işlevler için yer ve güç tasarrufu sağlar. Eşit derecede önemli bir hedef, paralel yürütme için ek fırsatlar bulmak ve bunlardan yararlanmak için derleyiciyi kullanarak talimat seviyesi paralelliğini ( ILP ) daha fazla kullanmaktı .

VLIW (en azından orijinal formları), ana akım olmasını engelleyen birkaç eksikliğe sahiptir:

EPIC mimarisi, VLIW mimarisinden gelişti, ancak süper skalar mimarinin birçok konseptini korudu .

VLIW'nin ötesine geçmek

EPIC mimarileri, VLIW'nin eksikliklerini gidermek için çeşitli özellikler ekler:

  • Her bir çoklu yazılım talimatları grubuna paket adı verilir . Paketlerin her biri, bu işlem setinin sonraki pakete bağlı olup olmadığını gösteren bir durdurma bitine sahiptir . Bu özellik sayesinde, birden çok paketi paralel olarak yayınlamak için gelecekteki uygulamalar oluşturulabilir. Bağımlılık bilgileri derleyici tarafından hesaplanır, bu nedenle donanımın işlenen bağımlılık denetimi gerçekleştirmesi gerekmez.
  • Bir veri ön getirme türü olarak bir yazılım önceden getirme talimatı kullanılır. Bu önceden getirme, yüklemeler için bir önbellek isabet olasılığını artırır ve önbelleğin çeşitli düzeylerinde gerekli olan geçici yerellik derecesini gösterebilir.
  • Spekülatif bir yükleme talimatı, verilerin kullanılıp kullanılmayacağı (kontrol bağımlılıklarını atlayarak) veya kullanılmadan önce değiştirilip değiştirilmeyeceği (veri bağımlılıklarını atlayarak) bilinmeden önce verileri spekülatif olarak yüklemek için kullanılır.
  • Bir kontrol yükleme talimatı, spekülatif bir yükün daha sonraki bir depoya bağlı olup olmadığını kontrol ederek spekülatif yüklere yardımcı olur ve bu nedenle yeniden yüklenmesi gerekir.

EPIC mimarisi de dahildir kapmak-bag artış mimari kavramların İLP :

  • Öngörülen yürütme , şubelerin oluşumunu azaltmak ve talimatların spekülatif uygulamasını artırmak için kullanılır . Bu özellikte, dallanma koşulları, dalın alınmayan tarafından yürütülen talimatların sonuçlarını sonlandırmak için kullanılan tahmin kayıtlarına dönüştürülür.
  • Gecikmiş istisnalar, genel amaçlı kayıtlar içinde bir şey olmayan bir bit kullanarak , olası istisnaların ötesinde spekülatif yürütmeye izin verir.
  • Çok büyük mimari kayıt dosyaları , kayıt yeniden adlandırma ihtiyacını ortadan kaldırır .
  • Çok yönlü dal talimatları, birçok alternatif dalı tek bir pakette birleştirerek dal tahminini iyileştirir.

Itanium mimarisi de eklendi sicil dosyalarını dönen , için yararlı bir araç yazılım ardışık manuel zorunluluğunu ortadan kaldırır çünkü göz önüne sermek ve yeniden adlandırma kayıtları.

Diğer araştırma ve geliştirme

Itanium mimarisinin gelişimine doğrudan bağlı olmayan EPIC mimarilerine yönelik başka araştırmalar da yapılmıştır:

  • ETKİ proje Urbana-Champaign Illinois Üniversitesi'nde liderliğindeki Wen-Mei HWU , bu konuda çok etkili araştırmanın kaynağıydı.
  • PlayDoh HP-laboratuarlarından mimarisi başka önemli araştırma projesiydi.
  • Gelato , akademik ve ticari araştırmacıların Itanium sunucularında çalışan Linux uygulamaları için daha etkili derleyiciler geliştirmek üzere çalıştıkları açık kaynaklı bir geliştirme topluluğuydu.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar