エンベデッドシステムスペシャリスト試験過去問題
平成19年問01


 MPU の高速化技術の一つであるスーパスカラの特徴として,適切なものはどれ
か。

 ア 同時に実行可能な複数の動作をまとめて一つの命令として実行する。

 イ 独立した複数の命令ストリームを用意し,これらの実行を適宜切り換えな
  がら行う。

 ウ パイプラインの深さを増すとともに,パイプラインピッチを短くして,
  平均命令実行時間を短縮する。

 エ パイプラインを複数用意し,同時に複数の命令を実行する。

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 エ パイプラインを複数用意し,同時に複数の命令を実行する。

> スーパースカラ 【superscalar】
> http://e-words.jp/w/E382B9E383BCE38391E383BCE382B9E382ABE383A9.html
>  マイクロプロセッサ(MPU)の高速化手法の一つ。プロセッサの中に複数の処理
> 系統(パイプライン)を用意し、複数の命令を並列に処理すること。

 どうもありがとうございました。

> CPUの高速化
> http://www.daw-pc.info/hard/cpu/cpu2.htm

 どうもありがとうございました。

> CPUの「パイプライン」,「スーパースカラ」とは
> http://home.impress.co.jp/magazine/dosvpr/q-a/0002/qa0002_1.htm

 どうもありがとうございました。

> スーパースケーラとも言う
> http://tinyurl.com/32o5hp @http://www.wdic.org/w

 どうもありがとうございました。

> スーパーパイプライン方式のベクトルプロセッサを使った
> マルチプロセッサ構成としたものをベクトルマシンといいますが
> スーパースカラ方式は特殊なプロセッサを使っているのでしょうか?
> また、マルチプロセッサ構成なのでしょうか?

 スーパースカラは,マルチプロセッサではなくて,単体のCPU内のテクニック
です。今は,もう当たり前の機能で,Pentium も2本のパイプラインを持って
います。

> ア:× VLIW(Very Long Instruction Word:超長命令語)の説明。
>     ロード、ストア、演算、分岐などの複数の命令をまとめて新たな命令語を
>     構成してそれを一度に実行する。
> イ:× 「独立した複数の命令ストリーム」とはスレッドのことを指す(?)。
>     複数のスレッドを並列して行う場合は、マルチスレッドと言う。
> ウ:× パイプラインの深さの基本は 5 ステージ。多段パイプラインのことを
>     スーパーパイプラインとも言う。
> エ:○ 「同時に複数の命令を実行」だけならパイプラインにもできる。
>     「パイプラインを複数用意し」てあるのが決め手。
> http://blog.mag2.com/m/log/0000001414/108389009.html

 どうもありがとうございました。

> CPUは、命令の読込・解釈・実行を繰り返すことで、(アセンブラレベルの)
> 一つの命令を実行する、この時のデータの通り道がパイプ。
>
> 下図は便宜的なもので、実際には読込〜実行までを同一のデータが占めている。
> ■の部分で命令が実行される。
>
> ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬─
> │読込│解釈│実行│読込│解釈│実行│読込│解釈│実行│  <−パイプ
> └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴─
> │   命令1■■│   命令2■■│   命令3■■│
> └────────┴────────┴────────┴─
>
> パイプラインでは、これを複数用意して、遊びの時間(読込〜次の読込までの
> 間は読み込み回路は遊んでいる)を無くすことにより、高速化を図る。
>
> ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬─
> │読込│解釈│実行│読込│解釈│実行│ <−パイプ1
> └──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┬─
>    │読込│解釈│実行│読込│解釈│実行│ <−パイプ2
>    └──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┬─
>       │読込│解釈│実行│読込│解釈│実行│ <−パイプ3
>       └──┴──┴──┴──┴──┴──┴─
> │   命令1■■│   命令4■■│   命令7■■│
> └────────┴────────┴────────┴─
>    │   命令2■■│   命令5■■│・・・
>    └────────┴────────┴─
>       │   命令3■■│   命令6■■│・・・
>       └────────┴────────┴─
>
> こうすると、間をおかずに命令を実行することが出来、CPUの動作周波数を
> 上げずに実行効率を上げることが出来る。
> ※Pentiam4で30〜40段程度のパイプラインの深さがある。
>  また、実機の一命令実行までのステップはもっと複雑である。
>
> 特徴
> ○動作周波数を上げずに、高速化を図れる。
> ○CPUが遊んでいる時間を限りなく0に近づけることが出来る。
> ×if 分などで命令が分岐すると、それまでパイプに送り込んだデータが
>  全て無駄になる。
> ×性能を引き出すには、分岐を少なく、連続して実行できるする命令が多く
>  なるように命令を組替えるなど高度なコンパイラの支援が必要

 どうもありがとうございました。

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