【コラム】コンピュータアーキテクチャの話 (167) 条件分岐命令と分岐予測の考え方 | エンタープライズ | マイコミジャーナル
分岐予測 条件分岐命令は、平均的には5命令に1回程度の出現頻度であり、条件が確定してから分岐命令を実行し、さらに分岐先の命令をフェッチしてきてデコードできる状態になるまでには、命令フェッチが1次キャッシュにヒットしたとしても5サイクル程度は掛かってしまう。 これは1命令ずつ実行するプロセサでも問題であるが、並列に命令を実行するスーパスカラプロセサでは、より大きな性能制約となる。最大では4命令を並列にデコードできるプロセサでも各種の発行制約が存在するので、1サイクルに並列に発行できる命令数を平均2.5命令程度である。しかし、条件分岐命令は平均的に5命令に1回程度の出現頻度であるので、2サイクルに1回は条件分岐命令が含まれることになる。そして、分岐確率が半々とみてその半分で分岐が起こり、ここで5サイクルの待ちが発生すると、平均的には9サイクルで10命令の発行となってしまう。1命令ずつ順次処理す
ハードウェアの仕組みとソフトウェア処理 ―― マイコンの動作を理解する
ここでは，マイコンが動作する仕組みについて解説します．まず，ソフトウェアを実行するためのハードウェアの仕組みを説明します．次に，ソフトウェアで多くの処理を実現できる理由を，ソフトウェアの基本道を示しながら説明します．（編集部） 1． ハードウェアの基本動作を理解する マイコンは，メモリに置かれたソフトウェアの命令コードを取り出して実行します．命令コードの取り出しと実行を担当するのがCPUです．そのために，CPUには命令を取り出す機構と，取り出した命令を実行する機構が置かれています． 最近のCPUの高速化技術では，命令コードの取り出しから実行までの一連の動作を細分化して連続的に実行したり，複数の命令を並列に処理することによって，CPUの処理効率を大幅に向上しています． ● 命令コードの取り出しから実行の流れ CPUは，あらかじめメモリに並べられた命令を順番に取り出して，内容を解読して，実行し
レジスタ・リネーミング - Wikipedia
可能ならば、コンパイラはこの種のリネーミングを行う工夫を行う。しかしレジスタ数はどのプロセッサでも少ないため、コンパイラ(ソフトウェア)でできることは限られる。 多くの高性能CPUは、公開されている仕様より多くの実レジスタを持っていて、レジスタをいわば仮想化し 命令が示すレジスタと実レジスタの対応をハードウェアで動的に切り替えて( レジスタ リネーミングして )いる。このようなリネーミングにより並列性を高めている。 ハザードとリネーミング[編集] 複数の命令がオペランドとしてある特定の場所を（入力、出力に関わらず）参照しているとき、それらの命令を本来のプログラムとは異なる順番で実行しようとすると、ハザードと呼ばれる三種類の問題が発生する。 リード・アフター・ライト (RAW) 書き込み後の読み込み レジスタやメモリから読み込む場合、その値はプログラムの順番上最も後にその場所に書き込まれた値
アウト・オブ・オーダー実行 - Wikipedia
この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。（このテンプレートの使い方） 出典検索?: "アウト・オブ・オーダー実行" – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL（2011年12月） アウト・オブ・オーダー実行（アウト・オブ・オーダーじっこう、英: out-of-order execution）とは、高性能プロセッサにおいてクロックあたりの命令実行数（IPC値）を増やし性能を上げるための手法の1つで、機械語プログラム中の命令の並び順に依らず、データなどの依存関係から見て処理可能な命令について逐次開始・実行・完了させるものである。頭文字で'OoO'あるいは'O-o-O'とも書かれる。「順序を守らない実行」の意である。 プロセッ
【連載】続・組み込みエンジニア必須のスキル - オシロの上級活用法を身につける (1) 自己校正とアクティブ・プローブ校正 | エンタープライズ | マイコミジャーナル
はじめに 電気信号の挙動を見る目的で生まれたアナログ・オシロスコープはそれまでのどの装置より、電気信号に対する観測力に優れ、多くの産業の発展に貢献しました。デジタル・オシロスコープへの変化過程において「波形を数値化する」測定力を持ち、オシロスコープはさらに大きく進化しました。その後もユーザからの要求に応え続けることにより、オシロスコープは「流れるデータの内容を吟味する」解析力さえ備えるに至りました。用途の観点から見ても、「波形を観測しその性質を知る用途」に加え、「不具合原因を探るデバッグ用途」、「波形の良否判定による自動化用途」、「規格適合性を知るコンプライアンス用途」と、オシロスコープの用途は拡大してきました。 今日のオシロスコープは、もはや波形を見るだけの装置と考えてはいけません。オシロスコープに満載された豊富な機能を活用するだけで、皆様の仕事を大きく効率アップさせることのできる魔法の
組み込みソフト開発のしきいを下げる"リアルタイムOS"のすべて
リアルタイムOSとは，Real Time Operating Systemの略で，実時間システム，実時間OSと呼ばれることもある．本稿では，仕様としてリアルタイム性能が要求されるシステムをリアルタイム・システムと呼んでいる．リアルタイム・システムは，大きく分けて「ハード･リアルタイムのシステム」と「ソフト･リアルタイムのシステム」がある．ハード・リアルタイムは非常に時間に厳しいシステム，ソフト・リアルタイムは時間に厳しいが，ハード・リアルタイムほどの厳密さは要求されないシステムと理解していただきたい．読者のみなさんの中でも，これから組み込みシステム設計に携わる人々，中でもフレッシャーズのエンジニアや学生の皆さんにぜひ読んでいただきたい．初心者に向けた記事ではあるが，すでに組み込みシステムの設計・開発に携わっている方にも，知識の再確認になるよう，用語についてできるだけ説明を加えていく． （
【コラム】コンピュータアーキテクチャの話 (158) レジスタリネーミング(2) | エンタープライズ | マイコミジャーナル
リネーミングを行うためには、論理レジスタ数より多くの物理レジスタを必要とする。どのくらい余裕を持たせるかは物量と性能のトレードオフであるが、32個の論理レジスタを持つRISCアーキテクチャのプロセサの場合、64〜80個程度の物理レジスタを用意するのが一般的である。そして、論理レジスタに対して、それがどの物理レジスタにリネームされているかを記憶するリネーム表と、どの物理レジスタが空きであるかを管理するフリーリスト(Free List)という構造を用いる。 図6.15 レジスタリネーム機構の構造 図6.15に示すように、フリーリストは空き物理レジスタ番号を格納するFIFO(First In First Out)バッファであり、デコードする命令の結果を格納する物理レジスタ番号を供給する。そして命令の結果を格納するディスティネーション(Destination)論理レジスタ番号であるRdをインデック
1冊の本の下に集まった「自作OS」の開発者たち － ＠IT自分戦略研究所
無数にある開発コミュ二ティやユーザー会といった組織。一体どんなことをしているのか。そこではどんな人たちが活動しているのだろうか……気になっている人も多いだろう。コミュニティのメンバーに話を聞き、その実像を探る。 今回、自作のOS開発を行う開発者コミュニティ「はりぼて友の会」のメンバーに話を聞いた。はりぼて友の会は、「30日でできる！ OS自作入門」（川合秀実氏著、毎日コミュニケーションズ刊）を参考にしながら、メンバーそれぞれが自作のOSを開発している。現在、メンバーは8名。今回は集まってもらったメンバーの中から次の5人を中心に話を聞いた。 ■ひよひよ氏（28歳） はりぼて友の会会長。HiyOS開発者 ■rapper氏（37歳） rapuOS開発者。 ■bayside氏（29歳） BayOS開発者。イベント準備など担当。 ■あっきぃ氏（19歳） OSAkkie開発者。OSC（open sou
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