Instruction level parallelism

L'Instruction level parallelism (ILP, lett. "parallelismo a livello di istruzione") esiste quando delle istruzioni di un programma sono indipendenti e quindi possono essere eseguite in calcolo parallelo.

La ricerca di codice parallelo a livello di istruzioni è una priorità nei moderni microprocessori che sono dotati di molte unità di calcolo e usualmente seguono una struttura a pipeline quindi l'individuazione e lo sfruttamento delle istruzioni eseguibili in parallelo permette di utilizzare le unità funzionali dei processori innalzandone le prestazioni.

Consideriamo il seguente frammento di pseudocodice:

1) h = a + b
2) f = c + d
3) g = h * f

L'istruzione 1 e l'istruzione 2 possono essere eseguite in parallelo dato che richiedono dei dati (a, b, c, d) che non sono utilizzate da altre istruzioni e quindi sono libere. Invece l'istruzione 3 per venire eseguita deve attendere il completamento delle prime due istruzioni dato che i dati h e f dipendono dall'esecuzione delle prime due istruzioni. Supponendo di avere delle unità di calcolo (ALU) indipendenti quindi si possono eseguire le istruzioni 1 e 2 in parallelo mentre la 3 deve attendere le altre due. Supponendo di avere unità che eseguono le operazioni in un ciclo di clock eseguendo le operazioni in parallelo si può completare il codice in due cicli di clock mentre un'esecuzione seriale del codice richiederebbe tre cicli di clock. Con questa modifica l'ILP diventa 3/2 dato che si eseguono tre istruzioni in due cicli di clock.