Superskalarność

Poprawa wydajności w konstrukcji procesora Superscalar jest ograniczona przez dwie rzeczy:

1. Poziom wbudowanej równoległości w liście instrukcji
2. Złożoność i koszt czasu pracy dyspozytora oraz sprawdzenie zależności od danych.

Nawet biorąc pod uwagę nieskończenie szybkie sprawdzanie zależności wewnątrz normalnego superskalarnego procesora, jeśli sama lista instrukcji posiada wiele zależności, ograniczyłoby to również możliwą poprawę wydajności, a więc ilość wbudowanego paralelizmu w kodzie jest kolejnym ograniczeniem.

Bez względu na to, jak szybka jest prędkość dyspozytora, istnieje praktyczne ograniczenie dotyczące liczby instrukcji, które mogą być wysyłane jednocześnie. O ile postęp sprzętowy pozwoli na większą liczbę jednostek funkcjonalnych (np. ALU) na rdzeń procesora, o tyle problem sprawdzania zależności od instrukcji zwiększa się do limitu, że osiągalny superskalarny limit wysyłania jest nieco mniejszy. -- Prawdopodobnie w kolejności od pięciu do sześciu jednocześnie wysyłanych instrukcji.

• Jednoczesna wielowątkowość: często w skrócie SMT, jest techniką poprawy ogólnej szybkości procesorów superskalarnych. SMT umożliwia wykonywanie wielu niezależnych wątków w celu lepszego wykorzystania zasobów dostępnych wewnątrz nowoczesnego procesora superscalarnego.
• Procesory wielordzeniowe: procesory superskalarne różnią się od procesorów wielordzeniowych tym, że wiele nadmiarowych jednostek funkcjonalnych to nie całe procesory. Pojedynczy procesor superskalarny składa się z zaawansowanych jednostek funkcjonalnych, takich jak ALU, mnożnik liczb całkowitych, przesunięcie liczb całkowitych, jednostka zmiennoprzecinkowa (FPU), itp. Każda jednostka funkcjonalna może mieć wiele wersji, co umożliwia równoległe wykonywanie wielu instrukcji. Różni się to od procesorów wielordzeniowych, które jednocześnie przetwarzają instrukcje z wielu wątków, po jednym wątku na rdzeń.
• Procesory potokowe: procesory superskalarne również różnią się od procesorów potokowych, gdzie wiele instrukcji może być jednocześnie na różnych etapach wykonywania.

Różne alternatywne techniki nie wykluczają się wzajemnie - mogą być (i często są) połączone w jednym procesorze, więc możliwe jest zaprojektowanie wielordzeniowego procesora, gdzie każdy rdzeń jest niezależnym procesorem z wieloma równoległymi potokami superskalarnymi. Niektóre procesory wielordzeniowe mają również zdolność wektorową.

• Obliczenia równoległe
• Równoległość na poziomie instrukcji
• Jednoczesne wielowątkowość (SMT)
• Procesory wielordzeniowe