ITサービスマネージャ 2011年午前2 問19

問題文

MPUの高速化技術の一つであるスーパスカラの特徴として、適切なものはどれか。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

ア：同時に実行可能な複数の動作をまとめて一つの命令として実行する。

イ：独立した複数の命令ストリームを用意し、これらの実行を適宜切り換えながら行う。

ウ：パイプラインの深さを増すとともに、パイプラインピッチを短くして、平均命令実行時間を短縮する。

エ：パイプラインを複数用意し、同時に複数の命令を実行する。（正解）

🔒 解説は解答すると表示されます

スーパスカラとは、プロセッサ内に複数の実行パイプラインを用意し、互いに依存しない命令を同時に実行する方式です。したがって、パイプラインを複数用意して複数の命令を並行して実行するエが適切です。

ア：複数の動作をまとめて一つの命令として実行する方式です。コンパイラが並列実行できる処理を一つの命令にまとめるVLIW（Very Long Instruction Word）に当たります。
イ：独立した複数の命令ストリームを切り換えながら実行する方式です。命令ストリームを切り換えて処理するマルチスレッディングの説明です。
ウ：パイプラインを細分化して深くし、各段階の処理時間を短くする方式です。スーパーパイプラインの説明です。
エ：複数のパイプラインで複数の命令を同時に実行する方式であり、スーパスカラの説明です。

パイプラインを複数にする方式と、パイプラインを深くする方式を混同する
複数のパイプラインを並列に動かすのがスーパスカラ、パイプラインの段数を増やすのがスーパーパイプラインです。
複数の処理を一つの命令にまとめる方式をスーパスカラだと思う
それはVLIWの特徴です。スーパスカラでは、プロセッサが複数の命令を並列実行します。

これらの方式は、どのように命令の並列性を利用するかで区別できます。

方式	主な特徴
スーパスカラ	複数の実行パイプラインで複数の命令を同時実行する
スーパーパイプライン	パイプラインの段数を増やし、各段階を短時間で処理する
VLIW	複数の動作を一つの長い命令にまとめる
マルチスレッディング	複数の命令ストリームを切り換えて実行する

Q. スーパスカラでは、どの命令でも同時に実行できますか？
A. いいえ。命令どうしにデータ依存関係がある場合などは、並列に実行できないことがあります。実行可能な命令を見つけて、複数のパイプラインに割り当てます。

Q. スーパスカラとスーパーパイプラインの違いは何ですか？
A. スーパスカラはパイプラインを複数用意して命令を並列実行し、スーパーパイプラインは一つのパイプラインを細分化して段数を増やします。

関連キーワード: スーパスカラ、パイプライン、スーパーパイプライン、VLIW、マルチスレッディング

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