mardi 20 février 2007

Processeur VLIW

VLIW, initiales de Very Long Instruction Word en anglais, dénote une famille d'ordinateurs dotés d'un processeur à mot d'instruction très long (couramment supérieur à 128 bits).

Sommaire
1 Principe
1.1 Exemple
1.2 Pipeline interne
2 Implémentations commerciales
3 Historique
4 Références
4.1 Liens internes
4.2 Liens externes

Principe
Sur ces processeurs, chaque instruction peut faire 128, 256 bits de long, voire plus. Sont codés à l'intérieur de ces instructions les opérations à effectuer par les différentes unités de calcul disponible dans l'unité centrale.
Il est de la responsabilité du compilateur de générer un code qui prend en compte la disponibilités des ressources et ne provoque pas de problèmes matériel lors de son exécution.
Un mot VLIW est parfois appelé un bundle, selon l'architecture. Chaque bundle peut contenir plusieurs instructions. Ces instructions sont positionnées à un certain emplacement du bundle : un slot. En général chaque slot correspond à un type d'instruction, c'est-à-dire que le compilateur ne peut pas affecter à un slot dédié aux instructions arithmétiques entières une multiplication flottante, par exemple.

Exemple
Prenons un exemple de source en assembleur VLIW pour illustrer le problème d'affectation des ressources. Le processeur pour lequel on génère du code n'a que 4 unités : une unité de calcul sur des entiers, une unité flottante, une unité de chargement/rangement (accès mémoire), et une unité de branchement (un mot VLIW ne pourra contenir plus de 4 instructions) :
Code source :...
I1 ADD R1, R1, -2
I2 FMUL R2, R1, 10
I3 STORE R3, #100
I4 JE R2, FinCode
I5 LOAD R4, R1(4)
...
On voit ici une dépendance de type RAW (Read After Write, lecture après écriture), qui empêche d'exécuter I2 en même temps que I1. En revanche on peut paralléliser I1 et I3, car il n'y a pas de dépendance et parce qu'elles n'utilisent pas les mêmes ressources matérielles (l'unité entière pour I1 et l'unité de branchement pour I2).
Le compilateur produira le mot machine suivant :
L'exécution de ce mot se fera de la manière suivante :
Le fait que le processeur ne réorganise pas les données qu'il va exécuter le caractérise comme étant un processeur in-order (dans l'ordre).
Le compilateur a donc la charge d'organiser correctement les instructions parmi les bundles, tout en respectant les types de dépendances habituelles (aléa de donnée, etc.) qui sont normalement gérées au niveau matériel par les architectures classiques (en général via l'algorithme de Tomasulo).
Outre les instructions classiques (celles qui seront exécutées), le compilateur doit « remplir les slots vides du bundle » pour que chaque mot ait la taille idoine (128, 256, 384 bits). Pour ce faire il y place des instructions ne faisant rien (NOP, pour No Operation), comblant ainsi les emplacements vides.
La faible densité de code résultant de ces instructions très longue peut être compensée par une décompression à la volée du code au moment de son exécution.

Lire la suite : http://fr.wikipedia.org/wiki/Processeur_VLIW

10 commentaires:

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