第6章：指令级并行及其开发-软件方法#

软件的静态调度

• 循环展开的本质；
• 全局指令调度引入的原因、目标
  • 分支结构的循环体需要在多个基本块间移动指令，称为“全局指令调度”
  • 目标：在保持原有数据相关和控制相关不变的前提下（保证结果正确），尽可能的能地缩短包含分支结构的代码段的总执行时间。
  • 全局指令调度基本思想：在循环体内的多个基本块间移动指令，扩大…频率较高的基本块的体积（放到延迟槽中）。优化执行效率高的…
• 全局指令调度：踪迹调度、超块调度
• 显示并行指令计算EPIC
  • 条件传输指令与谓词执行的简单应用…指令含义）

软件的静态调度#

循环展开的本质是增加循环体内语句的并行性，利用CPU指令级并行，减少更多的停顿。

分支结构的循环体需要在多个基本块间移动指令，称为 “全局指令调度”

• 目标：在保持原有数据相关和控制相关不变的前提下（保证结果正确），尽可能地缩短包含分支结构的代码段的总执行时间。
• 全局指令调度基本思想：在循环体内的多个基本块间移动指令，扩大那些执行频率较高的基本块的体积（放到延迟槽中）。优化执行效率高的基本块。

为了简化这一过程，提出新的全局指令调度（共同点：优化重点放在那些执行概率较高的路径，将这些路径上的基本块拼接一起成为一个更大的基本块，然后进行优化）

踪迹调度

• 踪迹（trace）：程序执行的指令序列，通常由一个或多个基本块组成，trace内可以有分支，但一定不能包含循环。
• 踪迹调度（trace scheduling）会优化执行频率高的trace，减少其执行开销。由于需要添加补偿代码以确保正确性，那些执行频率较低的trace的开销反而会有所增加。
• 踪迹调度非常适合多流出处理器。

超块调度

• 在踪迹调度中，如果trace入口或出口位于trace内部，编译器生成补偿代码的难度将大大增加，而且编译器很难评估这些补偿代码究竟会带来多少性能损失。
• 超块（superblock）是只能拥有一个入口，但可以拥有多个出口的结构

显示并行指令计算EPIC

• EPIC技术通过显式并行指令计算，将指令的并行性明确地表达在编译器层面，这与传统体系结构中由硬件推测并行性的方式形成了鲜明对比。----VLIW
• 指令级并行主要由编译器负责开发，处理器为保证代码正确执行提供必要的硬件支持，只有在这些硬件机制的辅助下这些优化技术才能高效完成。
• 系统结构必须提供某种通信机制，使得流水线硬件能够了 解编译器“安排”好的指令执行顺序。
• EPIC技术利用了VLIW来实现指令的捆绑，格式相似