Superskalarer Single-Core mit 17-stufiger Pipeline

Der 74K von Mips ist ein Single-Core-Prozessor, der durch den Einsatz superskalarer Pipelines und Out-of-Order-Befehlsausführung ohne Einsatz von Hardware-Multithreading eine höhere Rechenleistung erreichen kann als Multi-Core-Prozessorumgebungen, die auf dem 24k oder 24KE basieren.

Die 17-stufige Pipeline des 74K, der mit bis zu 1,04 GHz getaktet werden kann, wird nur von wesentlich größeren Prozessoren für PCs oder Server übertroffen. Um die Rechenleistung weiter zu erhöhen, wurde die Dual-Issue-Fähigkeit implementiert. Dabei wurde die Pipeline asymmetrisch geteilt (17 Stufen für Lade-, Speicher- und Sprungbefehle und 16 Stufen für alle anderen Integer-Operationen). Eine optionale Gleitkomma-Einheit (FPU) hat eine eigene Dual-Issue-Pipeline. Mit den Befehlserweiterungen „DSP Application-Specific Extension (ASE) Release 2“ wurden 44 neue Befehle integriert.

Gegenüber dem 24KE wird eine mehr als 60-prozentige Beschleunigung bei der Ausführung von Signalverarbeitungs-Code, weitere 30 % durch die höhere Taktfrequenz in Verbindung mit der 17-stufigen Pipeline erzielt. Zeitkritische Schleifen („inner loops“) können dank der Dual-Issue-Befehlsausführung um 26 % beschleunigt werden.