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.

Exemplo da lavandaria  

 Divisão da Instrução em Estágios

Tradicionalmente, as instruções do MIPS (Microprocessor without interlocked pipeline stages Microprocessador sem estágios interligados de pipeline) são executadas em até cinco passos:

 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:

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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.