La pipeline est une technique utilisée dans l'architecture des microprocesseurs pour améliorer les performances en recoupant l'exécution de plusieurs instructions. Elle divise le traitement de l'instruction en plusieurs étapes, permettant le traitement simultané de différentes parties de plusieurs instructions.

Calculs de base dans la tuyauterie

Le calcul primaire de la canalisation consiste à déterminer le débit et l'efficacité du pipeline. Le débit est souvent mesuré comme des instructions par cycle (IPC). Si un pipeline n a pas d'étapes, idéalement, une instruction complète chaque cycle après le remplissage du pipeline.

Permission = 1 instruction par cycle

Toutefois, la performance réelle dépend de facteurs comme les dangers et les décrochages des pipelines.

Speedup = temps d'exécution sans pipeline/temps d'exécution avec pipeline

Défis pratiques dans la pipeline

La mise en œuvre de la pipeline pose plusieurs défis pratiques. Les risques de données surviennent lorsque les instructions dépendent des résultats des instructions précédentes. Les risques de contrôle découlent des instructions de branche qui changent le flux d'exécution.

Risques fréquents

  • Dangers liés aux données: Exiger des techniques comme le renvoi ou le décrochage.
  • Dangers de contrôle: Géré par la prévision de la branche.
  • Aléas structurels :[ Résolu en ajoutant plus de ressources matérielles.

Il est essentiel de relever ces défis pour maintenir les gains d'efficacité offerts par la canalisation dans les microprocesseurs.