Procesamiento Pipeline

Procesador Pipeline

Un solo computador el cual puede realizar simultáneamente operaciones de cálculos en determinadas secciones, con diferentes estadios de completitud. Los procesadores pipeline se basan en el principio de dividir los cálculos entre una cantidad de unidades funcionales que operan simultáneamente existiendo superposición.

 COMPUTADORES PIPELINE

Veamos el ejemplo de un pipeline de cuatro etapas: el proceso de ejecución de una instrucción en un computador digital envuelve cuatro pasos principales: levantar la instrucción de memoria (Instruction Fetch - IF); identificar la operación que debe efectuarse (Instruction Decoding - ID); levantar los operandos si son necesarios en la ejecución (Operand Fetch - OF); y ejecutar la operación aritmético lógica que ha sido decodificada. Antes de comenzar a ejecutar una nueva instrucción deben completarse estos cuatro pasos. La idea de un computador pipeline la vemos en la figura 4.9 : hay cuatro etapas

 IF, ID, OF y EX ordenadas de forma de una "cascada lineal".

 Las instrucciones sucesivas se ejecutan de forma superpuesta. La diferencia entre la ejecución superpuesta de instrucciones y la ejecución no superpuesta secuencial se muestra en los diagramas de espacio/tiempo de las Fig. 4.10

CLASIFICACIONES DE PROCESADORES PIPELINE. 

De acuerdo a los niveles de procesamiento, Händler (1977) ha propuesto el siguiente esquema de clasificación para los procesadores pipeline:

 Pipelines aritméticos La ALU de un computador puede dividirse para hacer operaciones de pipeline en varios formatos. Hay ejemplos bien claros en los pipelines usados en la Star-100, TI-ASC, Cray-1 y Cyber 205 (Fig. 4.14). 4.6.2. - Pipelines de instrucción La ejecución de un flujo de instrucciones puede hacerse en forma de pipeline, como vimos en la primer parte del capítulo, superponiendo la ejecución de la instrucción actual con las acciones de levantar, decodificar instrucciones y levantar operandos. Esta técnica también es conocida con el nombre de lookahead de instrucciones. Casi todos los computadores de alta performance actuales tienen pipelines de instrucción.

 Pipelines de procesador Se refiere al procesamiento del mismo flujo de datos por una cascada de procesadores, cada uno de los cuales procesa una tarea específica. El flujo de datos pasa el primer procesador, cuyo resultado se almacena en un bloque de memoria intermedia, que también es accesible por el segundo procesador. Este pasa el resultado refinado al tercero, y así siguiendo. En el momento en que Händler escribió su clasificación de los pipelines aún no existían implementaciones de pipelines de procesador (Fig. 4.16).

Referencias

http://msanchez.usach.cl/lcc/Arquitectura-Pipeline.pdf