런어헤드 실행: 아웃 오브 오더 프로세서를 위한 매우 큰 명령어 창의 대안

오늘날의 고성능 프로세서는 아웃 오브 오더 실행을 통해 긴 대기 시간 작업을 견딥니다. 그러나 대기 시간이 증가함에 따라 이러한 대기 시간을 계속 수용하기 위해서는 명령어 창의 크기가 더욱 빨리 증가해야 합니다. 우리는 이미 이러한 대기 시간을 처리할 수 있는 명령어 창의 크기가 설계 복잡성과 전력 소비 측면에서 지나치게 커진 지점에 도달했습니다. 그리고 이 문제는 악화되고 있습니다. 이 논문은 비합리적으로 큰 명령어 창을 요구하지 않고 아웃 오브 오더 프로세서에서 메모리 대기 시간 수용성을 증가시키는 효과적인 방법으로 런어헤드 실행을 제안합니다. 런어헤드 실행은 긴 대기 시간 작업으로 인해 막힌 명령어 창을 해제하여 프로세서가 프로그램 경로에서 훨씬 앞서 실행할 수 있게 합니다. 이는 데이터가 필요하기 훨씬 전에 캐시에 미리 가져오는 결과를 초래합니다. Intel/spl reg/ Pentium/spl reg/ 프로세서를 기반으로 한 머신 모델에서 128 항목의 명령어 창을 가지고 런어헤드 실행을 추가하면 메모리 집약적인 다양한 애플리케이션에서 IPC(사이클당 명령어 수)가 22% 향상됩니다. 또한, 동일한 머신 모델에서 런어헤드 실행과 128 항목의 창이 결합되면 런어헤드 실행이 없는 384 항목 명령어 창을 가진 머신과 1% 이내의 성능을 보입니다.