[컴퓨터구조] #8 파이프라이닝

파이프라이닝

- 클럭스피드가 일정한 상태에서 처리성능을 개선하는 기술

• 전체 작업을 여러 개의 단계로 나눠 분산처리
• 병렬성 증가를 통해 성능 개선 - 이전 명령이 실행완료되기 전에 다음 명령어 실행 시작
• RISC프로세서를 전제로 설계

 

- 전체 성능은 이론적으로 stage의 개수만큼 증가

 

명령어 집합 조건

• 모든 명령어가 같은 길이
• 명령어 형식이 단순하고 일관적
• 메모리 오퍼랜드(피연산자)가 Load/Store에만 나타남
• 메모리에 정렬(align)
  • 명령어 하나에 동시에 메모리 접근을 두 번 하지 않음
  • 프로세서와 메모리 전송은 파이프라인 한 단계에서 처리

 

파이프라인 데이터패스 및 제어

5단계의 파이프라인으로 구성

- IF(Instruction Fetch)

- ID(Instruction Decode & Read RegisterFile)

- Ex(Execute & Address Calculation)

- MEM(Data Memory Access)

- WB(Write Back)

 

일반적으로 왼쪽에서 오른쪽으로 실행

예외

• WB에서는 데이터패스의 레지스터파일에 기록
• PC의 다음 값 설정 - PC+4와 MEM의 분기주소 중에 선택