موازی گرایی

موازی گرایی

توصیفی که از عملکرد پایه ای یک سی پی یو در بخش قبلی شد، ساده ترین فرمی است که یک سی پی یو می تواند داشته
باشد

بقیه در ادامه مطلب

موازی گرایی
توصیفی که از عملکرد پایه ای یک سی پی یو در بخش قبلی شد، ساده ترین فرمی است که یک سی پی یو می تواند داشته
باشد. این نوع از سی پی یو که معمولاً آن را ساب اسکیلر می نامند، یک دستور را روی یک یا دو جزو اطلاعاتی، در یک زمان
اجرا می کند. این فرایند موجب یک ناکارآمدی ذاتی در سی پی یو های ساب اسکیلر می شود. از آنجایی که فقط یک دستور
در یک زمان اجرا می شود، کل سی پی یو باید منتظر بماند تا آن دستور کامل شود تا بتواند به دستور بعدی برود. در نتیجه
سی پی یو های ساب اسکیلر در موارد دستوری که بیش از یک پالس ساعت )چرخه ساعتی( برای اجرا شدن کامل طول می
کشند، معلق می ماند. حتی اضافه کردن یک واحد اجرایی دیگر بهبود زیادی روی عملکرد ندارد، و در این حالت به جای اینکه
یک مسیر معلق باشد، دو مسیر معلق می ماند و تعداد ترانزیستور های بلا استفاده افزایش می یابد. این طراحی، که در آن منابع
اجرایی سی پی یو می تواند فقط یک دستور در یک زمان اجرا کند، قادر خواهد بود تا فقط احتمالاً به عملکردی در حد اسکیلر
یک دستور در یک clock برسد. با این وجود عملکرد آن تقریباً همیشه ساب اسکیلر کمتر از یک دستور در یک چرخه
است.
تلاش برای رسیدن به عملکردی در حد اسکیلر و یا بهتر از آن منجر به طیفی از روش های طراحی شد که باعث می شود تا
سی پی یو کمتر بصورت خطی و بیشتر به صورت موازی عمل کند. در هنگام استفاده از ترم پاراللیسم برای سی پی یو ها، دو
اصطلاح بطور کلی برای طبقه بندی این تکنیک های طراحی استفاده می شود. پاراللیسم در سطح دستوری ILP که هدف
آن افزایش سرعت اجرای دستورات در داخل یک سی پی یو است )یا به عبارتی افزایش استفاده از منابع اجرایی روی همان
چیپ (on-die) ، و پاراللیسم در سطح thread که هدف آن افزایش تعداد thread هایی است بطور مؤثر برنامه های جداگانه(
که یک سی پی یو می تواند بطور همزمان اجرا کند. هر روش با روش دیگر از نظر نحوه اجرا و نیز تاثیر نسبی آنها در افزایش
عملکرد سی پی یو برای یک برنامه متفاوت است.