MAVZU:VLIW-ARXITEKTURASI STRUKTURASI

|
MAVZU:VLIW-ARXITEKTURASI STRUKTURASI
|
bet | 10/11 | Sana | 17.11.2023 | Hajmi | 15,19 Mb. | | #100613 |
Bog'liq shokirjonakaMAVZU:VLIW-ARXITEKTURASI STRUKTURASI
Reja:
1.Vliw Protsesorlari
2. Vliw afzalliklari
VLIW
VLIW (very long Instruction Word - "juda uzun mashina ko'rsatmasi") - bu bir nechta hisoblash moslamalari bo'lgan protsessorlarning arxitekturasi. Bu bitta protsessor buyrug'ida parallel ravishda bajarilishi kerak bo'lgan bir nechta operatsiyalar mavjudligi bilan tavsiflanadi.
Aslida, bu CISC arxitekturasi, spekulyativ ko'rsatmalarning bajarilish analogiga ega, faqat spekulyatsiya o'zi ish vaqtida emas, balki kompilyatsiya vaqtida amalga oshiriladi, bu esa ushbu protsessorlar uchun Meltdown va Specter zaifliklarini imkonsiz qiladi. Ushbu arxitektura protsessorlari uchun kompilyatorlar protsessorga xosdir. Masalan, keyingi avlodda "juda uzoq ko'rsatma" ning maksimal uzunligi shartli 256 bitdan 512 bitgacha o'zgarishi mumkin va bu erda siz yangi protsessor uchun kompilyatsiya qilish orqali ishlashni oshirish va eski protsessor bilan orqaga qarab muvofiqligi o'rtasida tanlov qilishingiz kerak. Shunga qaramay, Open Source oddiygina qayta kompilyatsiya qilish orqali ma'lum bir protsessor uchun dasturni olishga imkon beradi.
VLIW protsessorlari
Uzoq nazoratli so'zli (VLIW) protsessorlar superskalarni qayta ishlashga muqobil. Bu usuldan foydalanish buyruq so'zida bir vaqtning o'zida bajariladigan buyruqlar to'plamini ko'rsatishni o'z ichiga oladi. Kompilyator bunday dasturlarni tayyorlaydi.
VLIW kodi superscalar protsessorlari uchun dasturlardan farqli o’laroq, protsessor dasturni qanday bajarishini aniq rejasini beradi, bu kompilyator kompilyatsiya vaqtida statik tarzda tuzadi. Kod har bir operatsiya qachon bajarilishini, qaysi funktsional birliklar ishlashini va qaysi registrlarda operandlar bo'lishini aniq ko'rsatib beradi. VLIW kompilyatori VLIW protsessori haqida to'liq tasavvurga ega bo'lgan holda bunday ijro rejasini tuzadi va bu rejani kerakli ijro yozuviga - dasturni bajarish paytida ro'y beradigan voqealar ketma -ketligiga erishish uchun yaratadi. Kompilyator bajarilish rejasini (parallellikni aniq ta'riflaydigan buyruqlar majmuasi arxitekturasi orqali) apparatga o'tkazadi, bu esa o'z navbatida rejani bajaradi.
VLIW protsessorlari arxitekturaning namunasidir, buning uchun dastur bir vaqtning o'zida aniq ma'lumot beradi. Tuzuvchi dasturda parallellikni aniqlaydi va qaysi operatsiyalar bir -biridan mustaqil ekanligini dasturiy ta'minotga aytib beradi. Bu ma'lumot apparat uchun juda muhim, chunki u bir vaqtning o'zida qaysi operatsiyalarni boshlash mumkinligini tekshirmasdan "biladi".
VLIWning afzalliklari quyidagilardan iborat:
Tuzuvchi buyruqlar orasidagi bog'liqlikni samaraliroq tekshirishi va bajariladigan oynaning o'lchami bilan chegaralanib ketadigan, katta hajmli protsessor uskunasiga qaraganda, bir vaqtning o'zida bajariladigan ko'rsatmalarni tanlashi mumkin.
VLIW protsessori oddiy boshqaruv qurilmasiga ega va potentsial yuqori soat tezligiga ega bo'lishi mumkin.
Biroq, VLIW protsessorlari ularning ishlashiga xalaqit beradigan jiddiy omilga ega. Bu ma'lumotlarga bog'liq bo'lgan tarmoqli buyruqlar, ularning qiymatlari faqat hisoblash jarayonida ma'lum bo'ladi. VLIW protsessorining bajarilish oynasi juda katta bo'la olmaydi, chunki kompilyator bajarishi paytida dinamik ravishda hosil bo'ladigan bog'liqliklar haqida ma'lumot yo'q. Bu nuqson VLIW protsessoridagi operatsiyalarni qayta tartibga solish imkoniyatini oldini oladi. Bundan tashqari, VLIWni amalga oshirish uchun katta hajmdagi ismlar xotirasi, ko'p kiruvchi registr fayllari va ko'p sonli o'zaro bog'lanishlar kerak bo'ladi.
VLIW protsessorlari arxitekturaning namunasidir, buning uchun dastur bir vaqtning o'zida aniq ma'lumot beradi. Tuzuvchi dasturda parallellikni aniqlaydi va qaysi operatsiyalar bir -biridan mustaqil ekanligini dasturiy ta'minotga aytib beradi. Bu ma'lumot apparat uchun juda muhim, chunki u bir vaqtning o'zida qaysi operatsiyalarni boshlash mumkinligini tekshirmasdan "biladi".
VLIWning afzalliklari quyidagilardan iborat:
Tuzuvchi buyruqlar orasidagi bog'liqlikni samaraliroq tekshirishi va bajariladigan oynaning o'lchami bilan chegaralanib ketadigan, katta hajmli protsessor uskunasiga qaraganda, bir vaqtning o'zida bajariladigan ko'rsatmalarni tanlashi mumkin.
VLIW protsessori oddiy boshqaruv qurilmasiga ega va potentsial yuqori soat tezligiga ega bo'lishi mumkin.
Biroq, VLIW protsessorlari ularning ishlashiga xalaqit beradigan jiddiy omilga ega. Bu ma'lumotlarga bog'liq bo'lgan tarmoqli buyruqlar, ularning qiymatlari faqat hisoblash jarayonida ma'lum bo'ladi. VLIW protsessorining bajarilish oynasi juda katta bo'la olmaydi, chunki kompilyator bajarishi paytida dinamik ravishda hosil bo'ladigan bog'liqliklar haqida ma'lumot yo'q. Bu nuqson VLIW protsessoridagi operatsiyalarni qayta tartibga solish imkoniyatini oldini oladi. Bundan tashqari, VLIWni amalga oshirish uchun katta hajmdagi ismlar xotirasi, ko'p kiruvchi registr fayllari va ko'p sonli o'zaro bog'lanishlar kerak bo'ladi.
Boshqaruvga bog'liqliklar shartli buyrug'iga nisbatan buyruqlarning bajarilish tartibini belgilaydi.
Boshqaruvga bog'liqlik bilan bog'liq ikkita cheklov mavjud:
1. Boshqaruvga bog'liq bo'lgan buyruq, harakat natijasida, shartli sakrash buyrug'i oldiga qo'yilmaydi, undan mustaqil bo'ladi.
2. Shartli filial buyrug'idan boshqarishga bog'liq bo'lmagan buyruqni shartli filial buyrug'idan keyin joylashtirish mumkin emas, shunda uning bajarilishi ushbu shartli filial tomonidan boshqariladi.
ILP-dan foydalanishda muhim muammo dasturning to'g'riligini saqlab qolishdir. Bu ikkita xususiyatni saqlashni talab qiladi: istisno harakati va ma'lumotlar oqimi. Istisno xatti-harakatlari shuni anglatadiki, hech qanday buyruq almashinuvi istisno qanday tashlanishiga, uning semantikasiga ta'sir qilmaydi. Ma'lumotlar oqimi bu ko'rsatmalar tomonidan ishlab chiqarilgan va iste'mol qilinadigan qiymatlar oqimidir. Uni saqlab qolish uchun ma'lumotlar va boshqaruvga bog'liqliklar saqlanib qolishini ta'minlashingiz kerak. ILPni kompilyator va apparat tomonidan aniqlash mumkin. Superscalar va VLIW arxitekturalari ILP ning keng qo'llanilishiga asoslangan.
Past darajadagi parallellikka, xususan, bitta soat siklida bir nechta buyruqlarni berish (berish) orqali erishiladi. Ushbu printsipni amalga oshiradigan protsessorlar ikki toifaga bo'linadi: superscalar va VLIW (Very Long Instruction Word) protsessorlari.
Superscalar protsessorlari bir soat tsiklida bajarish uchun bir nechta ko'rsatmalarni chaqirishga qodir (odatda 2 dan 6 gacha), bu ham apparatni amalga oshirish, ham ko'rsatmalar ketma-ketligi bilan belgilanadi.
Parallellikning yana bir turi VLIW tizimlarida amalga oshiriladi. Birinchi tizimlar haqiqatan ham turli funktsional bloklarga murojaat qiladigan buyruqlar bilan uzun so'zni o'z ichiga olgan.
Ushbu echim etarli darajada moslashuvchan emasligini isbotladi, chunki har bir jamoa mavjud bo'lgan barcha funktsional modullardan foydalana olmadi, natijada juda ko'p bo'sh operatsiyalar amalga oshirildi.
Zamonaviy VLIW tizimlarida protsessor havolani tanlashi va ishga tushirishi uchun ko'rsatma havolasini belgilash mexanizmi taqdim etilgan. To'plamlarni tayyorlash va to'ldirish vazifasini kompilyator bajaradi. Shunday qilib, VLIW tizimlarida moslik muammolarini echish ish vaqtidan kompilyatsiya bosqichigacha o'tkaziladi.
|
| |