파이프라이닝(Pipe line)

파이프라이닝이란 순차적 명령어를 처리하는 프로세서에 적용되는 기술로, 한 번에 하나의 명령어만 실행하는 것이 아니라 하나의 명령어가 실행되는 도중에 다른 명령어를 실행하는 식으로 _동시에 여러 개의 명령어를 실행하는 기법이다.
동시에 여러 개의 명령어를 처리하여 처리량을 올리는 것이지 동작 속도를 단축시키는게 아니다.

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순차적 처리

대표적인 예시로 먼저 순차적 처리 예시를 보겠습니다.
순차적 처리는 하나의 과정을 처리하는 동안 다른 과정은 처리하지 않기 때문에 명령 3개를 처리하기 위해선 위와 같이 12 CLK이 필요합니다.

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파이프 라인 개념 적용

이번엔 파이프라인을 개념을 적용한 예시를 보겠습니다.
같은 명령 3개를 처리하는데 하나의 과정을 실행하는 동시에 다른 과정도 처리하기 때문에 6 CLK(클럭)이면 충분합니다.

정리

위의 두 예시를 비교하면 같은 갯수의 명령처리에 필요한 클럭 수가 2배가 차이납니다. 즉, 동작 속도가 아닌 같은 시간에 처리하는 처리량을 높여 속도를 높이는 것이다.
그렇게 때문에 명령어 길이가 일정한 RISC구조에서 주로 사용한다.

효율적인 파이프라인

• 각 단계별 처리 시간이 일정 할 수록 효율이 높아진다.
• 각 명령의 처리 단계는 균일 할 수록 효율이 높아진다.