アドレス生成ユニット

アドレス生成ユニット（AGU ）は、アドレス計算ユニット（ACU ）とも呼ばれ、^[1]中央処理装置（CPU）内の実行ユニットであり、 CPUがメインメモリにアクセスするために使用するアドレスを計算します。アドレス計算をCPUの残りの部分と並行して動作する別の回路で処理することで、さまざまなマシン命令を実行するために必要なCPUサイクル数を削減し、パフォーマンスを向上させることができます。^{[2] [3]}

CPU はさまざまな操作を実行する際に、メモリからデータを取得するために必要なメモリ アドレスを計算する必要があります。たとえば、CPU が実際のメモリ位置からデータを取得する前に、配列要素のメモリ内位置を計算する必要があります。これらのアドレス生成計算には、加算、減算、モジュロ演算、ビット シフトなどのさまざまな整数算術演算が含まれます。多くの場合、メモリ アドレスの計算には複数の汎用マシン命令が含まれますが、これらは必ずしも迅速にデコードおよび実行されるわけではありません。CPU 設計に AGU を組み込み、AGU を使用する特殊な命令を導入することで、さまざまなアドレス生成計算を CPU の残りの部分からオフロードでき、多くの場合、単一の CPU サイクルで迅速に実行できます。^{[2] [3]}

AGU の機能は、特定の CPU とそのアーキテクチャによって異なります。したがって、一部の AGU はより多くのアドレス計算操作を実装して公開しますが、一部の AGU には、一度に複数のオペランドを操作できるより高度な特殊命令も含まれています。 ^{[2] [3]さらに、一部の CPU アーキテクチャには複数の AGU が含まれており、複数のアドレス計算操作を同時に実行できるため、高度な CPU 設計の}スーパースカラー特性 を活用してパフォーマンスをさらに向上させることができます。たとえば、Intel はSandy BridgeおよびHaswell マイクロアーキテクチャに複数の AGU を組み込んでおり、複数のメモリアクセス命令を並列に実行できるようにすることで、CPU メモリサブシステムの帯域幅を拡大しています。^{[4] [5] [6]}

• 算術論理ユニット（ALU） – 整数の2進数に対して算術演算とビット単位の論理演算を実行するデジタル回路
• 浮動小数点ユニット（FPU） – ALUと同じですが、浮動小数点数用です。
• ロード・ストアユニット
• Bulldozer (マイクロアーキテクチャ)  – AMD が開発した、複数の AGU を含む別の CPU マイクロアーキテクチャ
• レジスタ名の変更 – CPUレジスタを再利用し、プログラム操作の不要なシリアル化を回避する手法
• 予約ステーション – CPUレジスタをバイパスしながらさまざまな操作の結果を使用できるCPU機能
• 実行ユニット

ウィキメディア・コモンズには、アドレス生成単位に関連するメディアがあります。

• モトローラ DSP56K ファミリーのアドレス生成ユニット、2003 年 6 月、モトローラ
• DSP アプリケーションにおけるアドレス生成ユニット、2013 年 9 月、Andreas Ehliar 著
• コンピュータサイエンスの基礎、第 3 章。コンピュータアーキテクチャ、2013 年 9 月、Ian Wienand 著