'این پروسسورها هم زمان بیش از یک دستورالعمل را اجرا می کنند؛ به عبارت دیگر پایپ لاین دستوری در این پروسسور به بهترین شکل ممکن استفاده می شود. که نمونه ایی از سوپر اسکالر درجه ۳ را در شکل زیر میبینیم
- معماری سوپراسکالر یک فرم از موازی سازی را به نام "موازی سازی در سطح دستور" با یک تک پردازنده پیاده سازی می کند. موازی سازی در سطح دستور با استفاده از چندین پایپ لاین مستقل تأمین می شود، در واقع هر بار چند دستور ( در شکل فوق ۳ دستور ) به صورت موازی پردازش می شوند. از این رو اجازه می دهند توان عملیاتی سریع تر از دیگر حالات ممکن در یک کلاک باشد. - یک پردازشگر سوپراسکالر با توزیع هم زمان دستورالعمل های متفاوت به واحدهای عملیاتی اضافی ( redundant ) ، پردازش بیش از یک دستورالعمل را انجام می دهد. هر واحد عملیاتی یک هسته جداگانه ندارد ولی یک منبع اجرایی جداگانه مانند ALU، شیفت دهنده بیتی یا یک ضرب کننده را دارد. - در طبقه بندی فلین ( Flynn ) یک پردازشگر سوپر اسکالر به عنوان یک پردازشگر MIMD طبقه بندی شده است. ( دستورالعمل چندگانه، داده چندگانه ) - در حالی که CPU سوپراسکالر به طور معمول پایپ لاین هم است ولی معماری پایپ لاین و سوپر اسکالر تکنیک های متفاوتی برای افزایش کارایی دارند. که تکنیک های سوپر اسکالر معمولاً شامل مشخصه های زیر است.
• دستورالعمل ها از یک جریان ترتیبی دستوری ناشی می شوند.
• وابستگی بین دستورالعمل ها به صورت سخت افزاری در زمان اجرا ( run time ) دائماً چک می شود.
• CPU چندین دستورالعمل را در یک سیکل کلاک می پذیرد
CDC ۶۶۰۰های Seymour Cray از سال ۱۹۶۵ اغلب به عنوان اولین طرح سوپر اسکالر مورد توجه قرار گرفند. ریز پردازنده های ( Intel i۹۶۰ CA ( ۱۹۸۸و سری های AMD ۲۹۰۰۰، ۲۹۰۵۰ نخستین ریز پردازنده های سوپر اسکالر تک تراشه ایی ( single chip ) تجاری بودند. CPU های RISK مانند این ها نخستین ریز پردازنده هایی بودند که از ایده سوپر اسکالر استفاده کرد، برای اینکه طرح RISK منجر به یک هسته ساده ( simple core ) گردد. بنابراین اجازه در برگرفتن واحدهای چند عملکردی ( مانند ALUها ) بر یک CPU در طراحی محدود به قواعد زمانی را می دهد. ( این پاسخ پرسشی بود که چرا طرح های RISK در دههٔ ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ از طرح های CISC سریع تر بودند. ) به استثنای CPU هایی که در کاربرد کم مصرف قرار می گرفتند و سیستم های جاسازی شده ( embedded systems ) و دستگاه های باتری ( Battery - powered ) اساساً تمامی CPU های همه منظوره که از حدود سال ۱۹۸۸ توسعه یافت همگی سوپر اسکالر بودند. P۵ Pentium نخستین پردازشگر سوپر اسکالر X۸۶ بود. Nx۵۸۶، P۶ Pentium Pro و AMD K۵ جزو اولین طرح هایی بودند که دستورهای آسنکرون X۸۶ را به صورت dynamic microcode ( مانند سری های قبلی micro - op ) برای اجرای واقعی بر یک micro architecture سوپر اسکالر، رمز گشایی ( decode ) می کردند. این امر راه را برای زمان بندی دینامیک بافر شدن بخشی از دستورها باز نمود. و موارد موازی سازی بیشتری را در مقایسه با متدهای صلبی که در P۵ Pentium مورد استفاده قرار می گرفت قادر ساخت تا استخراج ( extract ) شوند. ضمناً مسئله speculative execution را ساده ساخت و موجب بالاتر رفتن فرکانس کلاک در مقایسه با طرح هایی چون Cyrix ۶x۸۶ گردید.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف- معماری سوپراسکالر یک فرم از موازی سازی را به نام "موازی سازی در سطح دستور" با یک تک پردازنده پیاده سازی می کند. موازی سازی در سطح دستور با استفاده از چندین پایپ لاین مستقل تأمین می شود، در واقع هر بار چند دستور ( در شکل فوق ۳ دستور ) به صورت موازی پردازش می شوند. از این رو اجازه می دهند توان عملیاتی سریع تر از دیگر حالات ممکن در یک کلاک باشد. - یک پردازشگر سوپراسکالر با توزیع هم زمان دستورالعمل های متفاوت به واحدهای عملیاتی اضافی ( redundant ) ، پردازش بیش از یک دستورالعمل را انجام می دهد. هر واحد عملیاتی یک هسته جداگانه ندارد ولی یک منبع اجرایی جداگانه مانند ALU، شیفت دهنده بیتی یا یک ضرب کننده را دارد. - در طبقه بندی فلین ( Flynn ) یک پردازشگر سوپر اسکالر به عنوان یک پردازشگر MIMD طبقه بندی شده است. ( دستورالعمل چندگانه، داده چندگانه ) - در حالی که CPU سوپراسکالر به طور معمول پایپ لاین هم است ولی معماری پایپ لاین و سوپر اسکالر تکنیک های متفاوتی برای افزایش کارایی دارند. که تکنیک های سوپر اسکالر معمولاً شامل مشخصه های زیر است.
• دستورالعمل ها از یک جریان ترتیبی دستوری ناشی می شوند.
• وابستگی بین دستورالعمل ها به صورت سخت افزاری در زمان اجرا ( run time ) دائماً چک می شود.
• CPU چندین دستورالعمل را در یک سیکل کلاک می پذیرد
CDC ۶۶۰۰های Seymour Cray از سال ۱۹۶۵ اغلب به عنوان اولین طرح سوپر اسکالر مورد توجه قرار گرفند. ریز پردازنده های ( Intel i۹۶۰ CA ( ۱۹۸۸و سری های AMD ۲۹۰۰۰، ۲۹۰۵۰ نخستین ریز پردازنده های سوپر اسکالر تک تراشه ایی ( single chip ) تجاری بودند. CPU های RISK مانند این ها نخستین ریز پردازنده هایی بودند که از ایده سوپر اسکالر استفاده کرد، برای اینکه طرح RISK منجر به یک هسته ساده ( simple core ) گردد. بنابراین اجازه در برگرفتن واحدهای چند عملکردی ( مانند ALUها ) بر یک CPU در طراحی محدود به قواعد زمانی را می دهد. ( این پاسخ پرسشی بود که چرا طرح های RISK در دههٔ ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ از طرح های CISC سریع تر بودند. ) به استثنای CPU هایی که در کاربرد کم مصرف قرار می گرفتند و سیستم های جاسازی شده ( embedded systems ) و دستگاه های باتری ( Battery - powered ) اساساً تمامی CPU های همه منظوره که از حدود سال ۱۹۸۸ توسعه یافت همگی سوپر اسکالر بودند. P۵ Pentium نخستین پردازشگر سوپر اسکالر X۸۶ بود. Nx۵۸۶، P۶ Pentium Pro و AMD K۵ جزو اولین طرح هایی بودند که دستورهای آسنکرون X۸۶ را به صورت dynamic microcode ( مانند سری های قبلی micro - op ) برای اجرای واقعی بر یک micro architecture سوپر اسکالر، رمز گشایی ( decode ) می کردند. این امر راه را برای زمان بندی دینامیک بافر شدن بخشی از دستورها باز نمود. و موارد موازی سازی بیشتری را در مقایسه با متدهای صلبی که در P۵ Pentium مورد استفاده قرار می گرفت قادر ساخت تا استخراج ( extract ) شوند. ضمناً مسئله speculative execution را ساده ساخت و موجب بالاتر رفتن فرکانس کلاک در مقایسه با طرح هایی چون Cyrix ۶x۸۶ گردید.
wiki: سوپراسکالر