応用情報技術者平成30年春期午前問9

プロセッサの高速化技法の一つとして，同時に実行可能な複数の動作を，コンパイルの段階でまとめて一つの複合命令とし，高速化を図る方式はどれか。

１、VLIW(Very Long Instruction Word)とは、
プログラムのコンパイル時に依存関係のない複数の命令を1つの複合命令にまとめ、同時に実行させる手法です。「very long」の名が示すように1つの命令がとても長くなります。

通常のパイプライン処理では、命令の依存関係などをCPUが判断しながら実行していきますが、
VLIWでは、
・あらかじめ並列動作が可能な状態になっているので、CPU処理のオーバーヘッド減少と高速化が望めます。
・ただし、ソースコードからプログラムを作成するコンパイラの設計はその分難しくなります。

２、CISC
Complex Instruction Set Computerの略。複雑で多機能な命令セットでコンピュータを構成する設計方法です。
複雑命令とは１つの命令が一連の複雑な処理を実行する方式です。CISCは、いろいろな処理をできるだけ少ない命令回数で済ませることで、マイコンのパフォーマンスを上げる演算方式といえます。

３、MIMD
Multiple Instruction, Multiple Dataの略。複数の命令とそれに対応するデータを、それぞれが独立している複数のプロセッサに振り分けて並列処理をする方式です。
MIMD型のマシンは、独立して機能する複数のプロセッサを持つ。
複数のプロセッサーを持つコンピューターにおいて、プロセッサーがそれぞれ個別の命令を並列に実行させることで、データの処理の流れも複数になる方式。

４、RISC
Reduced Instruction Set Computerの略。CPUに与える命令を短く固定長化し、専用の論理回路で高速に実行できるようにした命令セットでコンピュータを構成する設計方法です。
縮小命令は１つの命令が簡単な処理しか行わない命令です。ですが、簡単な命令の分、1つ1つの命令は高速に実行されます。RISCは、複数の縮小命令を高速に実行することで、トータルでマイコンのパフォーマンスを上げるという演算方式となります。

補足
プロセッサの実行効率を上げる，VLIWの説明はどれか。

１、
・依存関係のない複数の命令を，プログラム中での出現順序とは異なる順序で一つずつ実行する。
⇒複数の命令を１つにまとめパイプラインで同時に実行します。

・各命令フェッチ，デコード，実行，演算結果の出力などの各段階を並列に処理する。
⇒パイプライン処理の説明です。

・同時に実行可能な複数の動作をまとめて一つの命令として，同時に実行する。
⇒VLIWの説明です。

・複数のパイプラインを用いて複数の命令を同時に実行させる。
⇒スーパースカラの説明です。　superscalar

参照：
https://www.ap-siken.com/kakomon/30_haru/q9.html

CISCとRISC、何が違う？
https://ednjapan.com/edn/articles/1404/07/news001.html#:~:text=CISC%EF%BC%88%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%82%AF%EF%BC%89%E3%80%81RISC%EF%BC%88,%E3%82%92%E7%95%A5%E3%81%97%E3%81%9F%E8%A8%80%E8%91%89%E3%81%A7%E3%81%99%E3%80%82

MIMD
https://kotobank.jp/word/MIMD-9157