Processamento Pipeline

PROCESSAMENTO PIPELINE

ÍNDICE

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Introdução
História
Características
Funcionamento
Exemplos
Conclusão

Introdução
Processamento Pipeline

Introdução
Definição Pipeline
Pipeline é uma técnica de implementação de processadores que permite a sobreposição temporal das diversas fases de execução das instruções.
• Aumenta o número de instruções executadas simultaneamente e a taxa de instruções iniciadas e terminadas por unidade de tempo. • O pipeline não reduz o tempo gasto para completar cada instrução individualmente

Historia
Até o 386, os processadores da família x86 eram capazes de processar apenas uma instrução de cada vez.
Uma instrução simples podia ser executada em apenas um ciclo de clock. Enquanto instruções mais complexas demoravam vários ciclos de clock para serem concluídas.
Seria mais ou menos como montar um carro de maneira artesanal, peça por peça.
Para melhorar o desempenho do 486, a Intel resolveu usar o pipeline, uma técnica inicialmente usada em processadores RISC, que consiste em dividir o processador em vários estágios distintos.

Características dos Pipelines
Para coordenar essas operações, o processador utiliza um sinal elétrico periódico chamado de relógio.
A cada novo ciclo do relógio a instrução é passada de um estágio para outro do pipeline.

O relógio, por ser periódico, possui uma frequência e tempo de ciclo definidos. Quanto maior a frequência (f), menor o tempo de ciclo (T) do relógio (T = 1/f).
Nos processadores modernos a frequência é expressa em GHz.

Características dos Pipelines
O tempo do ciclo do relógio do processador deve ser igual ao tempo de execução do estágio mais lento do “pipeline”.
Deve-se procurar dividir a execução da instrução em estágios com o mesmo tempo de execução.
O pipeline deve ser mantido sempre “cheio” para que o desempenho máximo seja alcançado.
Cada instrução, individualmente, continua levando o mesmo tempo para ser executada.