Pipeline

Introdução

Na década de 70 surge uma nova técnica chamada pipeline, onde a execução das instruções é dividida em várias fases consecutivas e o processador é organizado em estágios correspondentes para execução dessas instruções.

Pipeline é uma técnica de implementação de processadores que permite a sobreposição temporal de diversas fases de execução de instruções.

Em outras palavras, é uma técnica de projeto onde o hardware processa mais de uma instrução de cada vez sem esperar que uma instrução termine antes de começar a outra.

Processo, sem aplicação de pipeline.

Processo, com aplicação de pipeline.

MIPS (Microprocessor without  Interlocked Pipeline Stages Microprocessador  Sem estágios interligados de Pipeline)

1. Busca Instrução na memória;
2. Leitura dos registradores e decodificação das instruções;
3. Execução de operação ou cálculo de endereço;
4. Acesso a operando na memória;
5. Escrita do resultado em registrador.

Pipeline

Síntese final

Em suma, o pipeline melhora o desempenho por meio do aumento do throughput das instruções, ou seja, aumento o número de instruções executadas na unidade de tempo, e não pela diminuição do tempo de execução de uma instrução individual.

Speedup ideal é o número de estágios no pipeline.

Throughput (ou taxa de transferência) é a quantidade de dados transferidos de um lugar a outro, ou a quantidade de dados processados em um determinado espaço de tempo.

Speedup potencial = número de estágios do pipeline.