Registre de processeurUn registre est un emplacement de mémoire interne à un processeur. Les registres se situent au sommet de la hiérarchie mémoire : il s'agit de la mémoire la plus rapide d'un ordinateur, mais dont le coût de fabrication est le plus élevé, car la place dans un microprocesseur est limitée. Une architecture externe de processeur définit un ensemble de registres, dits architecturaux, qui sont accessibles par son jeu d'instructions. Ils constituent l'état externe (architectural) du processeur.
Renommage de registresEn architecture des ordinateurs, on appelle renommage de registres le fait qu'une microarchitecture alloue dynamiquement les registres architecturaux à un ensemble plus vaste de registres physiques au cours de l'exécution d'un programme. Une architecture externe de processeur définit un ensemble de registres, dits architecturaux, que peuvent manipuler les programmes en langage machine. Dans une microarchitecture superscalaire, le processeur essaie d'exécuter en parallèle plusieurs instructions.
Exécution dans le désordreL'exécution dans le désordre ( en anglais) consiste à réorganiser l'ordre dans lequel les instructions vont s'exécuter dans le processeur. Ces instructions ne sont alors pas forcément exécutées dans l'ordre dans lequel elles apparaissent dans le programme. Cela permet de mieux exploiter les ressources d'un processeur et ainsi de gagner du temps de calcul par rapport à l'exécution dans l'ordre () qui consiste à exécuter les instructions dans l'ordre prévu par le compilateur.
Classic RISC pipelineIn the history of computer hardware, some early reduced instruction set computer central processing units (RISC CPUs) used a very similar architectural solution, now called a classic RISC pipeline. Those CPUs were: MIPS, SPARC, Motorola 88000, and later the notional CPU DLX invented for education. Each of these classic scalar RISC designs fetches and tries to execute one instruction per cycle. The main common concept of each design is a five-stage execution instruction pipeline.
Instruction-level parallelismInstruction-level parallelism (ILP) is the parallel or simultaneous execution of a sequence of instructions in a computer program. More specifically ILP refers to the average number of instructions run per step of this parallel execution. ILP must not be confused with concurrency. In ILP there is a single specific thread of execution of a process. On the other hand, concurrency involves the assignment of multiple threads to a CPU's core in a strict alternation, or in true parallelism if there are enough CPU cores, ideally one core for each runnable thread.
Banc de registresDans un processeur, un banc de registres est une mémoire interne au processeur, dans laquelle sont rassemblés certains (voire la totalité) des registres du processeur. En anglais, on parle de register file. Dans les microprocesseurs, les bancs de registres sont généralement réalisés à l'aide de RAM statique (bascules). thumb|Banc de registre Un bancs de registre contient une entrée d'adresse sur laquelle on place une suite de bits qui permet d'identifier le registre à sélectionner.
Hazard (computer architecture)In the domain of central processing unit (CPU) design, hazards are problems with the instruction pipeline in CPU microarchitectures when the next instruction cannot execute in the following clock cycle, and can potentially lead to incorrect computation results. Three common types of hazards are data hazards, structural hazards, and control hazards (branching hazards). There are several methods used to deal with hazards, including pipeline stalls/pipeline bubbling, operand forwarding, and in the case of out-of-order execution, the scoreboarding method and the Tomasulo algorithm.
Microprocesseur à jeu d'instruction étenduUn microprocesseur à jeu d'instruction étendu (, CISC) désigne un microprocesseur possédant un jeu d'instructions comprenant de très nombreuses instructions . L'architecture CISC est opposée à l'architecture RISC qui au contraire, limite ses instructions à l'essentiel afin de réduire la quantité de transistors. Le premier microprocesseur est l'Intel 4004, d'architecture 4 bits, sorti en 1971, suivi de l'Intel 8008, d'architecture , sorti en 1972.
Execution unitIn computer engineering, an execution unit (E-unit or EU) is a part of the central processing unit (CPU) or graphics processing unit (GPU) that performs the operations and calculations forwarded from the instruction unit. It may have its own internal control sequence unit (not to be confused with the CPU's main control unit), some registers, and other internal units such as an arithmetic logic unit, address generation unit, floating-point unit, load–store unit, branch execution unit or some smaller and more specific components.
Very long instruction wordVLIW, initiales de very long instruction word en anglais, traduit littéralement par « mot d'instruction très long », dénote une famille d'ordinateurs dotés d'un processeur à mot d'instruction très long (couramment supérieur à 128 bits). VLIW est une technologie reportant une partie de la gestion du pipeline d'exécution d'un processeur dans les compilateurs. Cette technologie, semblable à l'EPIC proposée par l'Itanium d'Intel va donc fournir une instruction longue qui sera une agrégation d'instructions courtes indépendantes.
Load–store unitIn computer engineering, a load–store unit (LSU) is a specialized execution unit responsible for executing all load and store instructions, generating virtual addresses of load and store operations and loading data from memory or storing it back to memory from registers. The load–store unit usually includes a queue which acts as a waiting area for memory instructions, and the unit itself operates independently of other processor units. Load–store units may also be used in vector processing, and in such cases the term "load–store vector" may be used.
Pipeline (architecture des processeurs)330px|droite|Plan d'un pipeline générique à trois étapes En microarchitecture, un pipeline (ou chaîne de traitement), est l'élément d'un processeur dans lequel l'exécution des instructions est découpée en plusieurs étapes. Le premier ordinateur à utiliser cette technique est l'IBM Stretch, conçu en 1961. Avec un pipeline, le processeur peut commencer à exécuter une nouvelle instruction sans attendre que la précédente soit terminée. Chacune des étapes d’un pipeline est appelé étage.
Cycles per instructionIn computer architecture, cycles per instruction (aka clock cycles per instruction, clocks per instruction, or CPI) is one aspect of a processor's performance: the average number of clock cycles per instruction for a program or program fragment. It is the multiplicative inverse of instructions per cycle. The average of Cycles Per Instruction in a given process (CPI) is defined by the following weighted average: Where is the number of instructions for a given instruction type , is the clock-cycles for that instruction type and is the total instruction count.
Algorithme de TomasuloL’algorithme de Tomasulo est un algorithme facilitant le parallélisme au sein des processeurs mis au point en 1967 par Robert Tomasulo. Cet algorithme, est l'une des implémentations possibles pour l'exécution dans le désordre : il trie les instructions de manière à traiter plus tard les instructions qui seraient normalement bloquées en raison de dépendances de données. Mise en place pour la première fois pour l'unité de calcul en virgule flottante de l'IBM 360 modèle 90. Robert Tomasulo a reçu le Prix Eckert-Mauchly en 1997 pour cet algorithme.
Instruction set architectureIn computer science, an instruction set architecture (ISA), also called computer architecture, is an abstract model of a computer. A device that executes instructions described by that ISA, such as a central processing unit (CPU), is called an implementation. In general, an ISA defines the supported instructions, data types, registers, the hardware support for managing main memory, fundamental features (such as the memory consistency, addressing modes, virtual memory), and the input/output model of a family of implementations of the ISA.
Processeur superscalaireUn 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. 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.
Exécution spéculativeEn informatique, l'exécution spéculative correspond au lancement anticipé d'une instruction, c'est-à-dire sans être certain que celle-ci ait réellement besoin d'être exécutée. Généralement, on peut distinguer trois types d'instructions et de déclarations dans un programme : celles qui doivent être exécutées de manière obligatoire. celles qui n'ont pas besoin d'être exécutées car elles ne sont pas pertinentes. celles qui ne sont de manière certaine dans aucun des deux groupes précédents.
Pipeline (computing)In computing, a pipeline, also known as a data pipeline, is a set of data processing elements connected in series, where the output of one element is the input of the next one. The elements of a pipeline are often executed in parallel or in time-sliced fashion. Some amount of buffer storage is often inserted between elements. Computer-related pipelines include: Instruction pipelines, such as the classic RISC pipeline, which are used in central processing units (CPUs) and other microprocessors to allow overlapping execution of multiple instructions with the same circuitry.
Architecture matériellevignette|Architecture matérielle d'un processeur Intel Core2. vignette|Architecture matérielle d'un Cyclops64 (BlueGene/C). L’architecture matérielle décrit l’agencement interne de composants électroniques ainsi que leurs interactions. Le terme interne employé ici permet de bien faire la différence avec l’architecture (externe) de processeur (ou architecture de jeu d'instruction), qui s'intéresse à la spécification fonctionnelle d'un processeur, du point de vue du programmeur en langage machine.
Architecture de von NeumannL’architecture dite architecture de von Neumann est un modèle pour un ordinateur qui utilise une structure de stockage unique pour conserver à la fois les instructions et les données demandées ou produites par le calcul. De telles machines sont aussi connues sous le nom d’ordinateur à programme enregistré. La séparation entre le stockage et le processeur est implicite dans ce modèle. Cette architecture est appelée ainsi en référence au mathématicien John von Neumann, qui a élaboré en juin 1945 dans le cadre du projet EDVAC la première description d’un ordinateur dont le programme est stocké dans sa mémoire.
