Векторные инструкции обладают рядом важных свойств по сравнению с обычной архитектурой набора инструкций, называемой в данном контексте скшмрной архитектурой:
♦ Одной векторной инструкцией определяется большой объем работы, она эквивалентна выполнению целого цикла. Необходимый диапазон извлекаемых и декодируемых инструкций существенно сужается.
♦ За счет использования векторных инструкций компилятор или программист показывают, что вычисление каждого результата в векторе независимо от вычисления других результатов в этом же векторе, поэтому оборудованию не нужно вести проверку на наличие конфликтов данных внутри векторной инструкции.
♦ Векторные архитектуры и компиляторы прославились тем, что по сравнению с многопроцессорными MIMD-снстемами они позволяют существенно облегчить создание эффективных приложений при наличии параллелизма на уровне данных.
♦ Проверку на наличие конфликтов данных оборудованию нужно вести только лишь между двумя векторными инструкциями, и делать эго для каждого векторного операнда, а не для каждого элемента внутри векторов. Сокращение проверок также ведет к экономии энергии.
♦ Векторные инструкции, обращающиеся к памяти, имеют известную схему обращения. Если все элементы векторов примыкают друг к другу, то извлечение вектора из набора банков памяти с развитым чередованием адресов работает очень эффективно. Поэтому потери на латентность при обращении к оперативной памяти возникают только один раз на вектор, а не на каждое слово в векторе.
♦ Поскольку весь цикл заменяется векторной инструкцией с предопределенным поведением, конфликты управления, которые, как правило, будут возникать из-за условных переходов в цикле, отсутствуют.
♦ Экономия на диапазоне инструкций и на проверке наличия конфликтов плюс эффективное использование диапазона памяти дают векторной архитектуре преимущества по сравнению со скалярной архитектурой в мощности и энергопотреблении.
По этим причинам векторные операции могут проподи гься быстрее, чем последовательность скалярных операций с одинаковым количеством элементов данных, и разработчики имеют вполне серьезные основания для включения векторных блоков.
Источник:
