ไปป์ไลน์คือเซ็กเมนต์ในโปรเซสเซอร์ที่เพิ่มประสิทธิภาพอย่างมาก เช่นเดียวกับสายการประกอบในโรงงาน ไปป์ไลน์แต่ละส่วนได้รับการออกแบบมาอย่างตั้งใจเพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผล โดยแต่ละส่วนของไปป์ไลน์ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อทำงานเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งรวมถึงแต่ไม่ จำกัดเฉพาะการถอดรหัสคำสั่ง การดึงคำสั่งหรืออาร์กิวเมนต์ การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ หรือแม้แต่การจัดเก็บผลลัพธ์ของการคำนวณอย่างง่ายหรือ กระบวนการ. แต่ละเซ็กเมนต์เหล่านี้เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าเซ็กเมนต์ต่างๆ สามารถทำงานได้ในเวลาเดียวกัน ไม่ว่าจะเรียงลำดับหรือรวมกันอย่างไรที่จำเป็นสำหรับชุดของงานใดๆ
Technipages อธิบายไปป์ไลน์
สิ่งนี้ทำให้โปรเซสเซอร์สามารถประมวลผลคำสั่งหลายคำสั่งได้อย่างมีประสิทธิภาพในแต่ละครั้ง เป็นเวลานาน ที่สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้ ดังนั้นเมื่อไปป์ไลน์แรกถูกรวมเข้ากับไมโครโปรเซสเซอร์ ความเร็วในการประมวลผลก็เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด ตอนนี้ยังเป็นไปได้ที่โปรเซสเซอร์จะมีไปป์ไลน์มากกว่าหนึ่งครั้ง - แต่ละบรรทัดมีความสามารถเหมือนกัน โดยมีชุดเซ็กเมนต์ที่แตกต่างกันที่เหมือนกันซึ่งสามารถประมวลผลงานได้
ในกรณีที่โปรเซสเซอร์มีไปป์ไลน์มากกว่าหนึ่งตัวพร้อมกัน สิ่งนี้เรียกว่าสถาปัตยกรรมซูเปอร์สเกลาร์ ความเร็วที่เพิ่มขึ้นผ่านแต่ละไปป์ไลน์ที่เพิ่มเข้ามานั้นมีความสำคัญ - ความสามารถในการประมวลผลคำสั่งหลายคำสั่งในขั้นตอนเล็กๆ ที่ดำเนินการพร้อมกันนั้นมีผลกระทบอย่างมาก การดึง ดำเนินการ และเขียนข้อมูลกลับไปยังหน่วยความจำเป็นกระบวนการที่ไมโครโปรเซสเซอร์ต้องผ่าน – อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับสายการประกอบของโรงงาน ท่อส่งช่วยเพิ่มผลผลิตได้อย่างมากสำหรับสมัยใหม่ คอมพิวเตอร์ ไปป์ไลน์สมัยใหม่มักจะมีขั้นตอนมากกว่าสิบขั้น กล่าวคือ มีเซ็กเมนต์แยกกันมากกว่าหนึ่งโหลที่สามารถทำงานได้พร้อมกัน
การใช้งานทั่วไปของไปป์ไลน์
- ไปป์ไลน์เป็นการเพิ่มความเร็วที่สำคัญจากโปรเซสเซอร์ที่ไม่มีส่วนการประมวลผลแบบแบ่งส่วน
- สถาปัตยกรรม Superscalar ในโปรเซสเซอร์ - ไปป์ไลน์หลายตัวต่อโปรเซสเซอร์ - ช่วยเพิ่มผลผลิตที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก แม้กระทั่งไปป์ไลน์เดียวที่นำมาสู่การประมวลผล
- การใช้ไปป์ไลน์ในสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์สมัยใหม่นั้นอาศัยกลุ่มมากกว่าโหลที่มีการโต้ตอบกันอย่างประสบความสำเร็จในแต่ละครั้งที่มีการส่งบางสิ่งผ่านไปป์ไลน์
การใช้ท่อในทางที่ผิดที่พบบ่อย
- ไปป์ไลน์ในตัวประมวลผลอธิบายกระบวนการที่คำสั่งเดินทางผ่านในขณะที่ดำเนินการ ทีละครั้ง