Elaborazione Numerica dei Segnali

6.6. Elaborazione Parallela: SIMD e Superscalari 131
istruzione che il numero di istruzioni eseguite per ogni ciclo. Di conseguenza, le architetture
dei nuovi DSP devono saper sfruttare in modo intelligente le tecniche di elaborazione
parallela.Analizziamo qui brevemente due approcci: architetture SIMD e architetture
superscalari.
Sistemi con architettura SIMD (Single Instruction Multiple Data) devono permettere
l’esecuzione parallela della stessa operazione su differenti dati. Per ottenere questo obbiettivo,
il DSP deve contenere diversi bus dati e diverse unità di elaborazione: in questo
modo in un ciclo la stessa istruzione può essere eseguita dalle varie unità di elaborazione su
differenti dati. Nella Figura 6.9 viene evidenziata la presenza di due unità di elaborazione
e di due bus dati nello stesso DSP.
ALU MAC
Unità A
BUS Dati − A
BUS Dati − B
Figura 6.9 Architettura SIMD.
ALU MAC
Unità B
L’elaborazione superscalare è una tecnica per aumentare la velocità di calcolo sfruttando
invece il potenziale parallelismo a livello di istruzioni. E’ noto infatti che, in certe
circostanze, alcune istruzioni possono essere eseguite in modo indipendente: avendo a
disposizione un adeguato numero di unità di elaborazione, la loro esecuzione in parallelo
sulle varie unità accelera il calcolo. Per chiarire con un esempio, si consideri la sequenza
di istruzioni
x = x + 1;
y = x;
in questo caso le istruzioni non possono essere eseguite in modo indipendente, perché
in particolare il risultato dipende dall’ordine di esecuzione. Se invece consideriamo la
sequenza
x = x + 1;
y = z;
le due istruzioni possono essere eseguite in maniera indipendente: attribuendo a due distinte
unità di elaborazione le due istruzioni ed eseguendole in parallelo, si ottiene il risultato
corretto diminuendo il tempo di esecuzione. Questo è il principio generale: in una architettura
superscalare, differenti unità concorrono all’avanzamento del calcolo eseguendo differenti
istruzioni in parallelo. Va da se che nella programmazione superscalare deve essere