Организация вычислительных систем и сетей. Халабия Р.Ф. - 51 стр.

инструкций, его также называют Reorder Buffer — буфер переупорядочивания
инструкций). Bus Interface Unit (модуль внешнего интерфейса), LI ICache
(L1-кэш для инструкций) и LI DCache (L1-кэш для данных).
       Fetch/Decode Unit предназначен для приема входного потока инструкций
исполняемой программы, поступающего из L1-кэша инструкций, и их
последующего декодирования в поток микроопераций (рис. 4.11).
      Этот модуль работает следующим образом. Прежде всего, блок Next_IP
вычисляет индекс (порядковый номер) инструкции, содержащейся в L1-кэше
инструкций, которая должна быть обработана следующей — то есть извлечена
из L1-кэша инструкций и передана для последующего декодирования.
      Индекс этой инструкции вычисляется блоком Next_IP на основе
поступающей в него информации о прерываниях, которые были переданы в
процессор для обработки, возможных предсказанных переходах (предсказание
выполняется блоком Branch Target Buffer), и сообщениях о неправильно
предсказанных переходах (branch-misprediction), которые поступают от
целочисленных вычислительных ресурсов, расположенных в модуле
Dispatch/Execute Unit. После вычисления индекса следующей обрабатываемой
инструкции Li-кэш инструкций извлекает две строки кэшированных данных
(cache line) — ту, которая соответствует вычисленному индексу, и следующую
за ней, — а затем передает для декодирования извлеченные 16 байт, которые
содержат IA-инструкции (Intel Architecture). Начало и конец IA-инструкций
маркируются.
      Далее маркированный поток байт обрабатывается сразу тремя
параллельно работающими декодерами, которые отыскивают в нем IA-
инструкции. Каждый декодер преобразует найденную IA-инструкцию в набор
триадных микроопераций (uops) — триадных в том смысле, что микрооперация
проводится над двумя исходными логическими операндами, а в результате ее
выполнения получается только один логический результат. Микрооперация —
это примитивная инструкция, которая может быть выполнена одним из
вычислительных ресурсов, расположенных в модуле Dispatch/Execute Unit.
      Из трех декодеров два — простые, которые могут преобразовывать
только IA-инструкций, требующие выполнения одной микрооперации, а третий
декодер — более совершенный; он может преобразовывать IA-инструкции,
требующие выполнения от одной до четырех микроопераций. Таким образом,
за один такт работы процессора все три декодера могут в сумме сгенерировать
максимум шесть микроопераций. Для преобразования еще более сложных IA-
инструкций используется микрокод, который содержится в блоке Microcode
Instruction Sequencer и представляет собой набор предварительно
запрограммированных последовательностей обычных микроопераций.




                                    51