スーパスカラとは？

スーパスカラの意味

複数の演算器を持ち、実行時にハードウェアが依存関係のない命令を振り分けて同時実行する命令レベル並列化の方式。

スーパスカラの具体例

整数演算器と浮動小数点演算器を同時に動かして、1クロックで2命令以上を完了させる。

スーパスカラは試験でどう引っ掛けられる？

VLIWは「コンパイラが」並列に実行できる命令をあらかじめ1つの長い命令にまとめる方式で、並列化の判断をする主体（ハードウェアかコンパイラか）が異なる。

スーパスカラと関連する用語

• VLIW
• パイプライン

スーパスカラが出た過去問

• プロセッサの実行効率を上げるVLIWの説明はどれか。

  正解：同時に実行可能な複数の命令をまとめて一つの命令として、同時に実行する。

  要点：VLIWはコンパイラが並列性を抽出し長い命令にまとめる

  VLIW（Very Long Instruction Word）は、同時に実行できる複数の操作をコンパイラがあらかじめ見つけ出し、それらをまとめた1つの長い命令語として構成する方式です。実行時に依存関係を調べる回路が不要になるため、ハードウェアを単純にしたまま並列実行できます。並列性の抽出をコンパイラ側に任せる点が、実行時に判断するスーパスカラやアウトオブオーダとの違いです。

  出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問11（IPA）

• スーパスカラの説明として、適切なものはどれか。

  正解：並列実行可能な複数の命令を、複数の演算器に振り分けることによって並列に実行する。

  要点：スーパスカラは複数命令を複数演算器で同時実行する命令レベル並列

  スーパスカラは1つのプロセッサコア内に演算器を複数持ち、依存関係のない複数の命令を同時に振り分けて実行することで、1クロックあたりの実行命令数を1より大きくする方式である。命令レベルの並列性を利用する点が、スレッドやデータの並列性を使う他方式との違いになる。

  出典：令和1年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問8（IPA）

• プロセッサの高速化技法の一つとして、同時に実行可能な複数の動作を、コンパイルの段階でまとめて一つの複合命令とし、高速化を図る方式はどれか。

  正解：VLIW

  要点：VLIWはコンパイラが並列実行分をまとめて長い命令にする

  VLIW（Very Long Instruction Word）は、同時に実行できる複数の操作をコンパイラが解析してまとめ、1つの長い命令語として発行する方式である。実行時ではなくコンパイル時に並列化の判断を済ませるため、ハードウェアの制御回路を単純にできる。命令の並びを実行時に解析するスーパスカラとは対照的な考え方である。

  出典：令和4年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問8（IPA）