Как работает суперскалярная архитектура процессора?

Суперскалярная архитектура процессора позволяет выполнять несколько инструкций одновременно за счёт включения в состав вычислительного ядра нескольких одинаковых функциональных узлов. ru.wikipedia.org

Процесс работы суперскалярного процессора: ru.ruwiki.ru

1. Инструкция извлекается из потока инструкций, находящихся в памяти. ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru
2. Определяется наличие или отсутствие зависимости инструкции по данным от других инструкций. ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru
3. Инструкция выполняется. ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru

Одновременное выполнение возможно в случаях, когда инструкции программы не зависят друг от друга. ru.ruwiki.ru Например, инструкция «a = b + c» и инструкция «d = e + f» могут быть выполнены одновременно, так как результат вычисления ни одной из них не зависит от результата вычисления другой. ru.ruwiki.ru

Для устранения зависимостей, вызванных командами переходов, используется метод предсказания, позволяющий извлекать и условно исполнять команды предсказанного перехода. infourok.ru Если позднее обнаруживается, что предсказание было сделано верно, то результаты условно исполненных команд принимаются. infourok.ru Если предсказание было ошибочным, состояние процессора восстанавливается на момент принятия решения о выполнении перехода. infourok.ru

Большинство современных суперскалярных процессоров также имеют логику для изменения порядка команд, чтобы попытаться избежать остановок конвейера и увеличить параллельное выполнение. en.wikipedia.org