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Intel Sandy Bridge/Ivy Bridge架構/微架構/流水線 (10) - 亂序引擎概述

The Out-of-Order Engine

亂序引擎相較於前代微架構提供了更好的效能,同時也具有極佳的電力特徵(excellent power chacteristics,即更好的能效)。亂序引擎偵測到依賴鏈,將其傳送(到執行核)進行亂序執行,同時還維護正確的資料流。當某個依賴鏈等待某項資源時,例如正等待來自於二級快取的資料行,亂序引擎會將另一個就緒依賴鏈送到執行核執行。這種方式可以提升處理器的整體IPC指標(每週期執行的指令數)。

亂序引擎包括兩大部分:重新命名器/退役單元,以及排程器。參看下圖(黃色部分):

亂序引擎包括如下的主要部件:

  • 重新命名器:重新命名器將微指令從前端搬移到執行核中。它負責消除微指令間的假依賴,使得微指令可以亂序執行。
  • 排程器:排程器將微指令排隊,直到微指令所需的源運算元都可用,然後按照近似於先來先服務(FIFO)的順序將就緒微指令排程分發到可用的執行單元。
  • 退役單元:退役單元按照最初程式設計順序完成x86指令及其對應的微指令,同時還會處理與指令相關的故障與異常(faults and exceptions)