用語解説

パイプラインマイクロプロセッサの世界で用いられているDとその次の命令のF,…というように実行してい「パイプライン」というアーキテクチャについて説きます。こうすると、1クロックで1つの命令を明致します。実行出来るようにみえるので、3倍速くなります。一般的に「パイプライン」というと石油の輸送ちょうど、職人さんが1人で、一から十まで全て手段を思い浮かべる場合が多い事と思います。マを作るのが「パイプライン」無しで、パートさんイクロプロセッサの場合の「パイプライン」も動がベルトコンベアに乗って来たものを順番に組み作の様子が石油の場合と同じように例えることが立てていくのが「パイプライン」です。できることから、このような名前が付いています。入口から入った石油が「パイプライン」を通しさて具体的な動作を説明しましょう。ふつう、て輸送されて、出口には絶え間なく石油が送り出マイクロプロセッサは、1つの命令を実行するのされて行く様に似ていることから「パイプライン」に何クロックか掛かります。例えば、あるマイクと呼ばれます。ロプロセッサは、1つの命令を実行するのに、「F:このようにパイプライン・アーキテクチャを持fetch:命令の取り出し」、「D:decode:命令の解つマイクロプロセッサでは、命令を高速に処理す釈」、E:execute:命令の実行」の3つの動作をすることが可能です。しかし、前の命令の実行結果るとしましょう。を次の命令で使うような場合、これらの命令は同もし、パイプライン無しならば、1クロック目時実行ができません。このように複数の命令同士(一回目の動作)にF、次にD,その次にE,またそのが関係を持ち、一方の結果に他方が依存している次にF,D,E,…という具合に実行します。この場ような場合、「パイプライン」が有効に機能しなく合、3クロックで初めて一連の処理が行なわれるなります。できるだけ、依存関係のない命令を並ことになります。(図1を参照)次に「パイプライべるようにプログラムを組むことがマイクロプロン」の動作を説明します。「パイプライン」では、セッサの能力を発揮させるか否かとても大切なポ毎クロック、F,D,E各々を同時に実行するようにイントになります。します。具体的には、1クロック目にF,次にDと同時に次の命令のF,その次にEと同時に次の命令の(1998年8月号)クロック:123456789101112F1D1E1F2D2E2F3D3E3D4・・・・・・・・・・図1パイプラインなし3クロックに1回しかF/D/Eの結果が出ない。クロック:1234567F1F2D1F3D2E1F4D3E2F5D4E3D5E4E5図2パイプラインあり3クロック目からはF/D/Eの結果が同時に出る。224