什麼是超純量

在 1 個時脈週期內同時發出、執行多個指令的處理器方式。並排多個運算單元，平行處理彼此不相依的指令。

日文名稱: スーパースカラ

「超純量」出現在1領域的3道練習題中（CPU與架構等）。

這個名詞所屬的領域: CPU與架構

練習超純量的題目

在一個時脈週期內同時發出並執行多道指令的處理器方式稱為什麼？

  1. A超純量（superscalar）
  2. B單週期（single-cycle）
  3. C哈佛架構（Harvard architecture）
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正確答案：A. 超純量（superscalar）

超純量是配備多個運算單元，在一個時脈內發出多道彼此沒有相依關係的指令，使 IPC 大於 1 的方式。近來的高效能核心具有每個時脈可處理約 6〜10 道指令的寬度。它會與調換指令順序的亂序執行（out-of-order execution）結合以提升效能，但相依關係檢查電路的複雜度約隨寬度的平方增加，因此不能任意加寬。

時脈頻率 2 GHz、平均 CPI（每道指令的平均時脈數）為 0.5 的處理器，每秒大約能執行多少道指令？

  1. A10 億道指令
  2. B40 億道指令
  3. C1 億道指令
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正確答案：B. 40 億道指令

每秒的時脈數為 2×10⁹，每道指令平均需要 0.5 個時脈，因此 2×10⁹ ÷ 0.5 = 4×10⁹，也就是 40 億道指令。CPI 小於 1 是因為超純量在一個時脈內執行了多道指令。效能取決於「指令數 × CPI ÷ 頻率」所得的執行時間，因此無法僅憑指令數、CPI、頻率之中的任何一項來比較。

解析中的「超純量」

出現「超純量」的題目（3題）

  1. 在一個時脈週期內同時發出並執行多道指令的處理器方式稱為什麼？
  2. 時脈頻率 2 GHz、平均 CPI（每道指令的平均時脈數）為 0.5 的處理器，每秒大約能執行多少道指令？
  3. 表示每個時脈可執行之指令數的指標是下列何者？

相關名詞

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