Een pijpleiding is een segment in een processor dat de prestaties drastisch verhoogt, net zoals een assemblagelijn dat in een fabriek doet. Elk segment van de pijplijn is opzettelijk ontworpen om de verwerkingssnelheden te versnellen en is geoptimaliseerd om één specifieke taak uit te voeren, inclusief maar niet beperkt tot het decoderen van instructies, het ophalen van instructies of argumenten, het uitvoeren van rekenkundige bewerkingen of zelfs het opslaan van de resultaten van een eenvoudige berekening of Verwerken. Elk van deze segmenten is volledig onafhankelijk, wat betekent dat verschillende segmenten tegelijkertijd kunnen werken, in elke volgorde of combinatie die nodig is voor elke reeks taken.
Technipages legt pijpleiding uit
Hierdoor wordt effectief het effect bereikt dat de processor meerdere instructies tegelijk kan verwerken. Dit was lange tijd niet mogelijk, dus toen de eerste pijplijnen in microprocessors werden verwerkt, was een enorme sprong in verwerkingssnelheid mogelijk. Het is nu zelfs mogelijk voor een processor om meer dan één pijplijn tegelijk te hebben - elke lijn is in staat tot dezelfde dingen, met identieke sets van verschillende segmenten die taken kunnen verwerken.
Wanneer een processor meer dan één pijplijn tegelijkertijd heeft, wordt dit superscalaire architectuur genoemd. De snelheidsverhoging door elke toegevoegde pijplijn is aanzienlijk - het kunnen verwerken van meerdere instructies in kleine stappen die tegelijkertijd worden uitgevoerd, heeft een enorme impact. Het ophalen, uitvoeren en terugschrijven van gegevens naar het geheugen is het proces dat microprocessors doorlopen - maar, net als een fabrieksassemblagelijn, zorgden pijpleidingen voor een aanzienlijke verhoging van de productiviteit voor moderne computers. Moderne pijplijnen hebben meestal iets meer dan een dozijn stappen - dat wil zeggen, meer dan een dozijn afzonderlijke segmenten die gelijktijdig kunnen werken.
Veelvoorkomend gebruik van pijpleiding
- Pijplijnen zijn een aanzienlijke snelheidsverhoging ten opzichte van processors die geen gesegmenteerde verwerkingssecties hadden.
- Superscalaire architectuur in processors - meerdere pijplijnen per processor - vergroten de enorme productiviteitsstijging die zelfs maar een enkele pijplijn naar de computer bracht.
- Het gebruik van pijplijnen in moderne processorarchitectuur is afhankelijk van meer dan een dozijn segmenten die met succes samenwerken telkens wanneer iets door de pijplijn wordt verzonden.
Veelvoorkomend misbruik van pijpleidingen
- Pijplijnen in processors beschrijven het proces dat instructies doorlopen terwijl ze één voor één worden uitgevoerd.