Unidad de instrucciones

La unidad de instrucciones ( unidad I o IU ), también llamada, por ejemplo, unidad de búsqueda de instrucciones ( IFU ), unidad de emisión de instrucciones ( IIU ) o unidad de secuenciación de instrucciones ( ISU ), en una unidad central de procesamiento (CPU) es responsable de organizar las instrucciones del programa que se buscarán en la memoria y se ejecutarán en el orden apropiado, y de enviarlas a una unidad de ejecución ( unidad E o EU ). La unidad I también puede realizar, por ejemplo, resolución de direcciones y prebúsqueda antes de enviar una instrucción. Forma parte de la unidad de control , que a su vez forma parte de la CPU. ^{[ 1 ]}

En la arquitectura de computadoras más simple , el ciclo de instrucción es muy rígido y se ejecuta exactamente como lo especifica el programador . En la fase de búsqueda de instrucciones, el valor del registro del puntero de instrucción (IP) es la dirección de la siguiente instrucción que se va a buscar. Este valor se coloca en el bus de direcciones y se envía a la unidad de memoria ; la unidad de memoria devuelve la instrucción en esa dirección, que se almacena en el registro de instrucción (IR); y el valor del IP se incrementa o se sobrescribe con un nuevo valor (en el caso de una instrucción de salto o bifurcación), quedando listo para el siguiente ciclo de instrucción.

Sin embargo, esto se vuelve mucho más complicado una vez que se agregan características que mejoran el rendimiento, como la segmentación de instrucciones , la ejecución fuera de orden e incluso la simple introducción de una caché de instrucciones . ^{[ 2 ]}

• Predicción de ramificación y el búfer de predicción de ramificación
  • Predictor de destino de rama y búfer de destino de rama
  • ranura de retardo de rama
• Programación de la instrucción
  • Selección de instrucciones
  • Dependencia de datos o riesgo de datos
  • Marcador
• Palabra de instrucción muy larga (VLIW)
• Procesador superescalar
• Código de operación
• Análisis del paralelismo de las instrucciones, frecuencias de las instrucciones y combinación de instrucciones.
  • Longitud de la ruta de instrucción o número de instrucciones