Pipelining dan RISC

Pipelining dan RISC

Dalam komputasi , pipa adalah satu set pengolahan data elemen tersambung secara seri, sehingga output dari satu elemen input yang berikutnya. Elemen-elemen dari pipa sering dieksekusi secara paralel atau dalam waktu-iris mode; dalam kasus itu, beberapa jumlah penyimpanan buffer sering disisipkan antara unsur-unsur.

Yang berkaitan dengan komputer pipa meliputi:

• Instruksi pipa , seperti pipa RISC klasik , yang digunakan dalam prosesor untuk memungkinkan tumpang tindih pelaksanaan beberapa instruksi yang sama dengan sirkuit . Sirkuit ini biasanya dibagi menjadi tahapan, termasuk instruksi decoding, aritmatika, dan mendaftarkan tahap mengambil, dimana setiap tahap proses satu instruksi pada satu waktu.
• Pipa grafis , ditemukan di sebagian besar kartu grafis , yang terdiri dari beberapa unit aritmatika , atau lengkap CPU , yang menerapkan berbagai tahap operasi render umum ( perspektif proyeksi , kliping jendela, warna dan cahaya perhitungan, render, dll).
• Software pipa , di mana perintah dapat ditulis sehingga output dari satu operasi secara otomatis digunakan sebagai input untuk operasi, selanjutnya berikut. Sistem Unix panggilan pipa adalah contoh klasik dari konsep ini, walaupun sistem operasi lain pipa dukungan juga.

Pipelining adalah sebuah konsep alami dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada jalur perakitan . Pertimbangkan perakitan mobil: berasumsi bahwa langkah-langkah tertentu di jalur perakitan adalah untuk menginstal mesin, instal kap mesin, dan menginstal roda (dalam urutan, dengan langkah-langkah interstisial sewenang-wenang). Sebuah mobil di jalur perakitan hanya dapat memiliki satu dari tiga langkah dilakukan sekaligus. Setelah mobil memiliki mesin diinstal, bergerak pada untuk memiliki tenda yang dipasang, meninggalkan fasilitas instalasi mesin yang tersedia untuk mobil berikutnya. Mobil pertama kemudian pindah ke instalasi roda, mobil kedua ke instalasi kerudung, dan mobil ketiga mulai memiliki mesin diinstal. Jika instalasi mesin membutuhkan waktu 20 menit, instalasi kerudung mengambil 5 menit, dan instalasi roda membutuhkan waktu 10 menit, kemudian finishing semua tiga mobil ketika hanya satu mobil dapat dirakit sekaligus akan mengambil 105 menit. Di sisi lain, menggunakan jalur perakitan, total waktu untuk menyelesaikan semua tiga adalah 75 menit. Pada titik ini, mobil tambahan akan datang dari jalur perakitan pada 20 bertahap menit

Prosesor Vektor Pipelining

Sebuah prosesor vektor atau prosesor array, adalah unit pemrosesan sentral (CPU) yang mengimplementasikan set instruksi berisi instruksi yang beroperasi pada satu dimensi array data yang disebut vektor. Hal ini kontras dengan prosesor skalar , yang instruksi beroperasi pada item data tunggal. Meskipun prosesor Intel dan klon mereka desain awalnya sebagai skalar, model baru berisi peningkatan jumlah vektor instruksi khusus seperti yang disediakan oleh Ekstensi Vector Lanjutan ditetapkan. Prosesor vektor pertama kali muncul pada 1970-an, dan membentuk dasar dari yang paling superkomputer di tahun 1980 dan 1990-an. Perbaikan dalam prosesor skalar, terutama mikroprosesor , mengakibatkan penurunan prosesor vektor tradisional di superkomputer, dan munculnya teknik pengolahan vektor di CPU pasar massal sekitar awal 1990-an. Hari ini, CPU komoditas yang paling mengimplementasikan arsitektur yang menampilkan instruksi untuk beberapa pemrosesan vektor pada beberapa (vektoralisasi) set data, biasanya dikenal sebagai SIMD (S Ingle saya nstruction, M ultiple D ata). Teknik pemrosesan vektor juga ditemukan di konsol video game hardware dan akselerator grafis . Pada tahun 2000, IBM , Toshiba dan Sony berkolaborasi untuk menciptakan prosesor Cell , yang terdiri dari satu prosesor skalar dan delapan prosesor vektor, yang ditemukan digunakan dalam Sony PlayStation 3 di antara aplikasi lain. Desain CPU lain mungkin termasuk beberapa instruksi untuk pemrosesan vektor pada beberapa (vectorised) set data, biasanya dikenal sebagai MIMD (M ultiple saya nstruction, M ultiple D ata). Desain seperti biasanya didedikasikan untuk aplikasi tertentu dan tidak umum dipasarkan untuk komputasi tujuan umum.

RISC

Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau "Komputasi set instruksi yang disederhanakan" pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson, pengajar pada University of California di Berkely. RISC, yang jika diterjemahkan berarti "Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan", merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard. Selain RISC, desain Central Processing Unit yang lain adalah CISC (Complex Instruction Set Computing), yang jika diterjemahkan ke dalam Bahasa Indonesia berarti Komputasi Kumpulan Instruksi yang kompleks atau rumit. RISC (komputer set instruksi dikurangi) adalah sebuah mikroprosesor yang dirancang untuk melakukan sejumlah kecil jenis komputer instruksi s sehingga dapat beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi (melakukan jutaan lebih instruksi per detik, atau MIPS ). Karena setiap jenis instruksi bahwa komputer harus melakukan memerlukan transistor tambahan dan sirkuit, daftar yang lebih besar atau set instruksi komputer yang cenderung untuk membuat mikroprosesor yang lebih rumit dan lebih lambat dalam operasi.

Referensi :

http://en.wikipedia.org/wiki/Pipeline

id.wikipedia.org/wiki/RISC