Az elödekódolas megvalósítasa (szükségessége, elve, szükséges többletbitek szama, felhasznalasa, példak)

Az elödekódolás megvalósítása (szükségessége, elve, szükséges többletbitek száma, felhasználása, példák)

Szükségessége:

A skalár processzoroknak ciklusonként csak 1 utasítást kell dekódolnia. Ezen felül ellen 939e49j öriznie kell azt is, hogy a kibocsátandó utasítás függ-e a végrehajtás alatt állóktól, és így kibocsátható-e. Ezzel szemben a szuperskalár processzor feladata sokkal összetettebb.

Minden ciklusban általában több, pl 4 utasítást kell egy idöben dekódolni. Ezen felül kétféle függöségvizsgálatot is el kell végezni, egyrészt meg kell vizsgálni, hogy a kibocsátásra váró utasítások függetlenek-e a jelenleg végrehajtás alatt állóktól, illetve, hogy vannak-e függöségek a következö ciklusban kibocsátásra váró utasítások között. Mivel a szuperskalár processzorokban általában több VE van, mint a skalár-ban, a végrehajtás alatt álló utasítások száma is általában sokkal nagyobb, mint a skalár-nál. Ez azt jelenti, hogy a függöségvizsgálatok során jóval több összehasonlításra van szükség.

Elve:

Cél: idö csökkentése, órajel frekvencia növelése.

A dekódolási feladatok egy részét a processzor már aközben végrehajtja, mikor az utasításokat a másodszintü L2 cache-böl vagy a memóriából az utasítás, L1 cache-be írja.

Szükséges többletbitek száma és felhasználása:

Az elödekódoláshoz használt bitek száma RISC processzorok esetében általában 4-7 bit, melyek a következö jellegü információkat hordoznak:

melyik feldolgozó egységhez kell tenni = az utasítás milyen osztályba tartozik (milyen típusú)

végrehajtáshoz szükséges eröforrások típusa

elágazás detektálás, néha BTA kiszámítása

A CISC processzorok esetében további többletinformációkat is tartalmazhatnak, például egy utasítás hol kezdödik és hol végzödik. Az AMD K5 processzora pl. minden byte-hoz 5 bitet füz (+60%!).

Példák:

Elöször 1995-ben jelentek meg elödekódolást használó szuperskalár processzorok: PA-7200 (1995), PA-8000 (1996), PowerPC 620 (1995), R10000 (1995), UltraSparc (1995), AMD K5 (1995). Gyakorlatilag azonnal elterjedt. Az egyes meghatározó processzorcsaládok legújabb tagjai rendszerint már használják, viszont néhány nagyon elterjedt processzor ugyanakkor nem használ elödekódolást, pl. Pentium Pro, PII, PIII.