Ejecución extraordinaria

La ejecución fuera de orden de instrucciones de máquina  es la ejecución de instrucciones de máquina no en el orden en que aparecen en el código de máquina (como ocurría cuando se ejecutaban instrucciones en orden ( ing . ejecución  en -orden )), sino en el orden de disponibilidad para la ejecución. Implementado para mejorar el rendimiento de los dispositivos informáticos.  

Entre las máquinas conocidas, se implementó por primera vez de manera significativa en las máquinas CDC 6600 de Control Data y el IBM System / 360 Model 91 de IBM .

Descripción y comparación

Secuenciación clásica

Al ejecutar instrucciones en orden ( inglés  en orden ), se realizan las siguientes acciones:

  1. instrucciones de lectura;
  2. detener el procesador esperando para cargar operandos de instrucciones;
  3. enviar instrucciones de ejecución al módulo de ejecución correspondiente;
  4. ejecución de la instrucción por el módulo correspondiente;
  5. registrar el resultado de la ejecución de la instrucción por parte del módulo en una celda de registro.

Ejecución fuera de orden

Al ejecutar instrucciones fuera de servicio ( en inglés  out-of-order ), se realizan las siguientes acciones:

  1. instrucciones de lectura;
  2. colocar una instrucción en la cola I (llamada cola de instrucciones en inglés  , búfer de instrucciones o estaciones de reserva );
  3. esperando hasta que los operandos de cualquier instrucción en cola estén disponibles;
  4. transferir la instrucción, cuyos operandos están disponibles, para su ejecución a la unidad de ejecución correspondiente;
  5. ejecución de la instrucción por el módulo correspondiente;
  6. escribir el resultado de la ejecución de la instrucción por parte del módulo en la cola II;
  7. extraer de la cola II los resultados de la ejecución de aquellas instrucciones antes de las cuales no hay instrucciones no ejecutadas en la cola I, y escribir los resultados en un archivo de registro; eliminación de dichas instrucciones de la cola I.
Características y funcionamiento interno

Características de ejecución extraordinaria:

  • una instrucción puede ejecutarse antes que otras, cuyos operandos estarán listos antes que los operandos de otras instrucciones;
  • una instrucción en cola I más tarde puede ejecutarse antes;
  • el tiempo de inactividad causado por la espera de que los operandos de la instrucción estén listos se reduce (en comparación con un procesador que ejecuta las instrucciones en orden) al esperar que los operandos de varias instrucciones estén listos;
  • debido al uso de la cola II, los resultados se escriben en el archivo de registro en el orden de las instrucciones en el código de máquina (hay una apariencia de ejecutar las instrucciones en orden).

La idea principal de la ejecución fuera de orden es la capacidad de evitar el tiempo de inactividad del procesador cuando los datos necesarios para ejecutar la siguiente instrucción no están disponibles. Como se puede ver anteriormente, el procesador evita el tiempo de inactividad que se produce en el paso 2 para la siguiente ejecución de instrucciones en el caso de que la instrucción no pueda ejecutarse debido a la indisponibilidad de sus operandos.

El procesador fuera de orden ejecuta aquellas instrucciones cuyos operandos están listos, independientemente del orden de las instrucciones en el código del programa. Las instrucciones no se ejecutan en el orden en que aparecen en el código del programa, sino en el orden en que los datos están disponibles en los registros del procesador. Con la ayuda de la cola II, el procesador registra los resultados de la ejecución de instrucciones para que se cree la apariencia de la próxima ejecución normal.

Evaluación del desempeño

La ejecución fuera de orden es más eficiente cuanto más larga es la canalización del procesador y mayor es la diferencia entre la velocidad de la memoria ( RAM o caché ) y la velocidad del procesador. en moderno[ ¿cuándo? ] En las computadoras, los procesadores son mucho más rápidos que la memoria , por lo que mientras esperan que lleguen los datos, el procesador puede ejecutar muchas instrucciones cuyos operandos están disponibles.

Véase también

Notas

Literatura

Enlaces