צינור הוא קטע במעבד שמגדיל באופן דרמטי את הביצועים שלו, כמו שקו ייצור עושה במפעל. תוכנן בכוונה על מנת להאיץ את מהירויות העיבוד, כל קטע של הצינור מותאם לביצוע משימה ספציפית אחת, כולל אך לא מוגבל לפענוח הוראות, שליפת הוראות או ארגומנטים, ביצוע פעולות אריתמטיות, או אפילו אחסון תוצאות של חישוב פשוט או תהליך. כל אחד מהסגמנטים הללו הוא עצמאי לחלוטין, מה שאומר שסגמנטים שונים יכולים לעבוד בו-זמנית, בכל סדר או שילוב שנדרש עבור כל סט של משימות.
Technipages מסביר את Pipeline
זה משיג למעשה את ההשפעה של המעבד מסוגל לעבד מספר הוראות בו-זמנית. במשך זמן רב זה לא היה אפשרי, כך שכאשר שולבו הצינורות הראשונים במיקרו-מעבדים, התאפשרה קפיצת מדרגה אדירה במהירות העיבוד. עכשיו זה אפילו אפשרי שלמעבד יש יותר מצינור אחד בו-זמנית - כל קו מסוגל לאותם דברים, וכולל קבוצות זהות של מקטעים נפרדים שיכולים לעבד משימות.
כאשר מעבד כולל יותר מצינור אחד בו-זמנית, זה מכונה ארכיטקטורה על-סקלרית. עליית המהירות בכל צינור שנוסף היא משמעותית - ליכולת לעבד מספר הוראות בצעדים קטנים המבוצעים בו-זמנית יש השפעה עצומה. אחזור, ביצוע וכתיבת נתונים חזרה לזיכרון הוא התהליך שעוברים מעבדים - עם זאת, בדומה לקו ייצור של מפעל, צינורות אפשרו עלייה משמעותית בפריון עבור מודרני מחשבים. צינורות מודרניים כוללים בדרך כלל קצת יותר מתריסר שלבים - כלומר, יותר מתריסר מקטעים נפרדים המסוגלים לעבוד במקביל.
שימושים נפוצים בצינור
- צינורות הם עליית מהירות משמעותית ממעבדים שלא כללו קטעי עיבוד מפולחים.
- ארכיטקטורה על-סקלרית במעבדים - ריבוי צינורות לכל מעבד - מגדילה את הגידול העצום בפריון שאפילו רק צינור בודד הביא למחשוב.
- השימוש בצינורות בארכיטקטורת מעבד מודרנית מסתמך על למעלה מתריסר מקטעים המקיימים אינטראקציה מוצלחת בכל פעם שמשהו נשלח דרך הצינור.
שימוש לרעה נפוצ של צינור
- צינורות במעבדים מתארים את התהליך שהוראות עוברות תוך כדי ביצוען, אחת בכל פעם.