応用情報技術者 2016年秋期午前2 問11

問題文

プロセッサの実行効率を上げる VLIWの説明はどれか。

選択肢

ア：依存関係がない複数の命令を、プログラム中での出現順序とは異なる順序で一つずつ実行する。

イ：各命令のフェッチ、デコード、実行、演算結果の出力などの各段階を並列に処理する。

ウ：同時に実行可能な複数の命令をまとめて一つの命令として、同時に実行する。（正解）

エ：複数のパイプラインを用いて複数の命令を同時に実行させる。

プロセッサの実行効率を上げる VLIWの説明【午前2 解説】

要点まとめ

結論：VLIWは複数の同時実行可能な命令を一つの命令語にまとめて同時実行し、効率を高めます。
根拠：VLIWはコンパイラが命令の並列性を解析し、複数命令を束ねて一括実行する方式です。
差がつくポイント：命令の並列実行をハードウェアではなくコンパイラが管理する点と、束ねた命令を一つの命令語として扱う点を理解しましょう。

正解の理由

ウは「同時に実行可能な複数の命令をまとめて一つの命令として、同時に実行する」とあり、VLIWの特徴を正確に表しています。VLIWはコンパイラが命令の依存関係を解析し、並列実行可能な命令を束ねて一つの長い命令語としてプロセッサに渡します。これにより、複数の命令を同時に実行し、実行効率を向上させます。

よくある誤解

VLIWはハードウェアが動的に命令の並列性を判断するのではなく、コンパイラが静的に決定します。
パイプラインやスーパースカラーと混同しやすいですが、VLIWは命令の束ね方が異なります。

解法ステップ

VLIWの基本概念を確認し、「複数命令の同時実行」を理解する。
選択肢の説明がVLIWの特徴に合致しているかを検証する。
「命令をまとめて一つの命令として扱う」点があるかを確認する。
他の選択肢がパイプラインやスーパースカラーの説明でないかを見極める。
最もVLIWの特徴を正確に表現している選択肢を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア: 命令の順序を変えて一つずつ実行するのはアウトオブオーダ実行の説明であり、VLIWとは異なります。
イ: フェッチから実行までの各段階を並列処理するのはパイプライン処理の特徴です。
ウ: 正解。複数命令をまとめて一つの命令として同時実行するVLIWの説明です。
エ: 複数パイプラインで複数命令を同時実行するのはスーパースカラー方式の説明に近いです。

補足コラム

VLIW（Very Long Instruction Word）は、命令語が非常に長く、複数の命令を一つにまとめて同時に実行するアーキテクチャです。命令の並列性をコンパイラが静的に解析し、ハードウェアの複雑さを軽減します。一方で、命令の束ね方が固定的なため、動的な並列性の変化に弱いという特徴もあります。