Processeur superscalaire

Un processeur est dit superscalaire s'il est capable d'exécuter plusieurs instructions simultanément parmi une suite d'instructions. Pour cela, il comporte plusieurs unités de calcul, et est capable de détecter l'absence de dépendances entre instructions.

Objectifs

Un processeur superscalaire cherche à exploiter le parallélisme entre instructions pour accélérer l'exécution des programmes. Cette approche évite de modifier les programmes pour exploiter le parallélisme : le processeur détecte lui-même les instructions pouvant être exécutées en parallèle, contrairement à d'autres approches, comme le VLIW. Cependant, cette approche augmente aussi la complexité et la consommation d'énergie du matériel, ce qui limite les processeurs actuels à quelques instructions par cycle. Pour exploiter encore mieux le parallélisme disponible, on utilise donc des instructions vectorielles et des processeurs multithreads ou multicœurs.

Séquençage des instructions dans un processeur superscalaire de degré 2. Il faut 9 cycles pour exécuter 10 instructions. À t = 5, toutes les unités du processeur sont sollicitées.

Exemples

Exemples sur des processeurs d'architecture RISC des années 1980 et 90.

	Intel i960CA	IBM RS/6000 POWER	DEC Alpha 21064Alpha 21064	DEC Alpha 21164Alpha 21164
Année	1986	1990	1992	1994
Fréquence	25-30 MHz	30 MHz	150 MHz	266-333 MHz
Degré	3 instructions/cycle, 6 unités de calcul	4 instructions/cycle (FXU, FPU, et 2 ICU)	2 instructions/cycle	4 instructions/cycle
Performances annoncées	30 MIPS	34 MIPS, 11 MFLOPS	300 MIPS (crête), 150 MFLOPS (crête)

Annexes

Articles connexes

• Pipeline : pour une illustration et comparaisons entre architecture basées sur les pipelines.
• Very Long Instruction Word, un autre type d'architecture exploitant le parallélisme entre instructions