応用情報技術者 2015年春期午前2 問09

問題文

スーパスカラの説明として、適切なものはどれか。

選択肢

ア：処理すべきベクトルの長さがベクトルレジスタよりも長い場合、ベクトルレジスター長の組に分割して処理を繰り返す方式である。

イ：パイプラインを更に細分化することによって、高速化を図る方式である。

ウ：複数のパイプラインを用い、同時に複数の命令を実行可能にすることによって高速化を図る方式である。（正解）

エ：命令語を長く取り、一つの命令で複数の機能ユニットを同時に制御することによって、高速化を図る方式である。

スーパスカラの説明 +【午前2 解説】

要点まとめ

結論：スーパスカラは複数のパイプラインを使い、同時に複数命令を実行して高速化を図る方式です。
根拠：単一パイプラインの限界を超え、複数命令の並列処理で性能向上を実現します。
差がつくポイント：パイプラインの細分化やベクトル処理との違いを正確に理解し、複数命令同時実行の特徴を押さえることが重要です。

正解の理由

選択肢ウは「複数のパイプラインを用い、同時に複数の命令を実行可能にすることによって高速化を図る方式」とあり、これはスーパスカラの定義に合致します。スーパスカラは複数の実行ユニットを持ち、複数命令を同時に処理することでCPUのスループットを向上させる技術です。

よくある誤解

スーパスカラは単にパイプラインを細分化する技術（イ）や、ベクトル長の分割処理（ア）とは異なります。命令語の長さを変える（エ）こともスーパスカラの特徴ではありません。

解法ステップ

問題文の「スーパスカラ」の意味を確認する。
各選択肢の説明がスーパスカラの特徴に合致するか検討する。
複数命令の同時実行に関する説明がある選択肢を探す。
複数パイプラインを用いる説明がある選択肢ウを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア: ベクトル長の分割処理はベクトルプロセッサの特徴であり、スーパスカラとは異なります。
イ: パイプラインの細分化はパイプラインの深度化であり、スーパスカラの複数命令同時実行とは異なります。
ウ: 複数パイプラインで複数命令を同時実行するスーパスカラの正しい説明です。
エ: 命令語を長くして複数機能を制御するのはVLIW（Very Long Instruction Word）方式の特徴です。

補足コラム

スーパスカラは命令レベルの並列性（ILP）を活用し、複数の命令を同時に実行することでCPU性能を向上させます。これに対し、ベクトルプロセッサはデータレベルの並列性（DLP）を活用し、同一命令で複数データを処理します。VLIWはコンパイラが複数命令を束ねて一括実行する方式で、スーパスカラとは異なるアプローチです。