CPU-Grundlagen: VLIW-Architekturen & Intels Itanium

VLIW-Prozessoren laden und verarbeiten mehrere Instruktionen gleichzeitig. Prominentester Vertreter ist Intels Itanium, dessen Architektur etliche Neuerungen bei der Hardware wie auch bei den Compilern erfordert.

Very-Long-Instruction-Word- (VLIW-)Architekturen besitzen ein breites Befehlswort, das in Felder eingeteilt ist. Diese Felder steuern mehrere Funktionseinheiten im Prozessor unabhängig voneinander. Ein zentrales Leitwerk holt in jedem Takt einen breiten Befehl aus dem Befehlsspeicher und stößt die darin kodierten Operationen in parallelen Funktionseinheiten zur Ausführung an.

Die einzelnen Funktionseinheiten sind über eine zentrale Registerdatei miteinander verbunden. Jede Funktionseinheit hat zwei Leseeingänge und einen Schreibausgang. Ein Datenspeicher versorgt die Registerdatei mit Inhalten, was bei einer großen Anzahl von Registern eine hohe Speicherbandbreite erfordert.

Die Architekturbeschreibung zeigt die wesentlichen Mechanismen der VLIW-Architekturen: Die Teilbefehle sind ähnlich zu denen der RISC-Architektur aufgebaut, die Drei-Adressen-Registerstruktur der Befehle ist direkt nachzuvollziehen. Das Befehlsfeld kann auch Direktdaten (Programmkonstanten) enthalten. Die einzigen Operationen, die auf den Speicher zugreifen können, sind Load- und Store-Operationen.

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