Ещё про микропроцессоры.
Производительности мешают точные исключения.
Например, если у нас есть последовательность a=memory[i];b=memory[j];, то мы не можем выдать вторую команду раньше первой, если есть хоть малейшее подозрение, что первая вызовет исключение (обращение не в ту область памяти).
Точнее, можем, но это бешеные пляски с бубном - например, можно заранее проверить, что memory[i] не выдает исключение (есть для неё область памяти) и взвести специальный бит, который будет за ней тянуться. К тому же нам надо ещё отслеживать, можем ли мы вообще обратиться к memory[i], поскольку значение индекса может быть не готово, не вычислено. Для этого заводится окно предпросмотра и удлиняется такт процессора.
В результате мы не можем выдать зависящие от них инструкции (c=a+10;) и теряем параллелизм на уровне инструкций.
Вот пример на ассемблере:
# команды, команды, команды.
add r1,r2,r3 # до этой команды мы не можем даже выдать запрос,
# будет ли у нас исключение в нашей загрузке.
...
add r31,r31,r2 # Вот эта...
sub r30,r31,10 # ...и вот эта команда блокируют саму загрузку
# если мы начнем загрузку раньше, то в r30 может
# прийти неправильный результат.
...
ld r31,0(r1) # Это наша загрузка.
ld r30,4(r1) # И ещё одна.Если процессор хочет выдавать опережающие загрузки из памяти или сохранения в память, то ему придётся хорошенько потрудится. Даже для близко расположенных адресов памяти, как в примере выше.
Как сделали в Альфе.
Сдедали очень просто - исключения по обращениям в память создаются, но не выполняются немедленно, а откладываются в буффер. Затем, если встретилась команда "синхронизации исключений," они оттуда выбираются по одному и корректируются. Программным образом, конечно. Если исключений в буфере не было, то эта команда ничего не делает. Если буфер переполняется - из-за агрессивной оптимизации, например, - происходит рестарт процессора. ;)
И под буфер исключений товарищи из DEC не стали заводить дополнительной памяти - отложенные исключения укладываются в кэш инструкций. Данные оттуда можно свободно вытеснить без потери проивзодительности.
Например, если у нас есть последовательность a=memory[i];b=memory[j];, то мы не можем выдать вторую команду раньше первой, если есть хоть малейшее подозрение, что первая вызовет исключение (обращение не в ту область памяти).
Точнее, можем, но это бешеные пляски с бубном - например, можно заранее проверить, что memory[i] не выдает исключение (есть для неё область памяти) и взвести специальный бит, который будет за ней тянуться. К тому же нам надо ещё отслеживать, можем ли мы вообще обратиться к memory[i], поскольку значение индекса может быть не готово, не вычислено. Для этого заводится окно предпросмотра и удлиняется такт процессора.
В результате мы не можем выдать зависящие от них инструкции (c=a+10;) и теряем параллелизм на уровне инструкций.
Вот пример на ассемблере:
# команды, команды, команды.
add r1,r2,r3 # до этой команды мы не можем даже выдать запрос,
# будет ли у нас исключение в нашей загрузке.
...
add r31,r31,r2 # Вот эта...
sub r30,r31,10 # ...и вот эта команда блокируют саму загрузку
# если мы начнем загрузку раньше, то в r30 может
# прийти неправильный результат.
...
ld r31,0(r1) # Это наша загрузка.
ld r30,4(r1) # И ещё одна.Если процессор хочет выдавать опережающие загрузки из памяти или сохранения в память, то ему придётся хорошенько потрудится. Даже для близко расположенных адресов памяти, как в примере выше.
Как сделали в Альфе.
Сдедали очень просто - исключения по обращениям в память создаются, но не выполняются немедленно, а откладываются в буффер. Затем, если встретилась команда "синхронизации исключений," они оттуда выбираются по одному и корректируются. Программным образом, конечно. Если исключений в буфере не было, то эта команда ничего не делает. Если буфер переполняется - из-за агрессивной оптимизации, например, - происходит рестарт процессора. ;)
И под буфер исключений товарищи из DEC не стали заводить дополнительной памяти - отложенные исключения укладываются в кэш инструкций. Данные оттуда можно свободно вытеснить без потери проивзодительности.