Merced: O Sucessor do Pentium II

Formatação das instruções

A arquitetura IA-64 usa instruções de tamanho fixo (40 bits) e elas são executadas em um único período de relógio, ou seja, são semelhantes às instruções RISC: comprometidas com o desempenho. É interessante confrontar a simplicidade dessas instruções de tamanho fixo, com a complexidade da cansada arquitetura x86, cujas instruções têm tamanho variando entre 8 e 108 bits. Somente após decodificar uma instrução, a CPU descobre qual o seu tamanho (onde está sua fronteira). As instruções IA-64 são arrumadas em pacotes de 128 bits, cada pacote com 3 instruções, como está mostrado na Figura 3. Isso é o que se chama LIW, mas a Intel prefere usar o termo EPIC ("Explicitily Parallel Instruction Computing"), pois nesse pacote, além das três instruções, existem bits para indicar quais podem ser executadas em paralelo. A CPU não mais precisa ficar analisando (durante a execução) o fluxo de instruções tentando descobrir o paralelismo intrínseco do problema, pois ele é explicitado durante a compilação.

Figura 3: Uma suposição para o empacotamento das instruções IA-64.

Cada instrução tem o tamanho fixo de 40 bits. A seqüência das instruções é fornecida pelo compilador e não necessariamente coincide com a ordem original do programa. O campo de 8 bits, denominado "template", indica quais instruções desse pacote, e dos próximos, podem ser executadas em paralelo.

 
Figura 4: Possível formato de uma instrução IA-64.

As instruções IA-64, vide Figura 4, têm um tamanho de 40 bits e estão divididas em 5 campos, cada um com uma finalidade específica. O campo "Opcode" indica a operação a ser executada: soma, multiplicação, incremento, etc.. O campo "Predicate", com 6 bits, define uma das 64 possíveis predições usadas para resolver os problemas gerados pelos desvios. Os registradores com os dados a serem operados são indicados pelos campos GPR. Uma instrução pode manipular até três registradores. Cada campo GPR tem 7 bits e especifica um dos 128 registradores da CPU. Na verdade, existem 128 registradores para números inteiros e 128 registradores para números em representação com ponto-flutuante. Os campos GPR são específicos para cada instrução, ou seja, de acordo com a instrução, os campos GPR selecionam registradores inteiros ou registradores ponto-flutuante. Devemos comparar essa quantidade de registradores (256) com os oferecidos pela arquitetura x86: 8 registradores inteiros e uma pilha com 8 registradores ponto-flutuante.