Ji°φ Peterka

Mo₧nostφ, jak zv²Üit v²kon procesoru, a tφm i celkov² v²kon poΦφtaΦe, je velmi mnoho. Od Φist∞ technologick²ch °eÜenφ p°es redukovßnφ poΦtu a "bohatosti" instrukcφ, jak to p°edpoklßdß architektura RISC.

DalÜφ mo₧nost vychßzφ z p°edstavy, ₧e ka₧dß instrukce, kterou procesor provßdφ, se sklßdß z n∞kolika na sebe navazujφcφch fßzφ - nap°φklad fßze naΦtenφ instrukce z pam∞ti, fßze dek≤dovßnφ instrukce, fßze p°φpravy operand∙ a v²konnΘ fßze (vlastnφho provedenφ instrukce). Kdybychom se mohli dφvat "dovnit°" do procesoru, zjistili bychom, ₧e p°i provßd∞nφ ka₧dΘ takovΘto fßze je Φasto vyu₧φvßna jen urΦitß Φßst procesoru, zatφmco ostatnφ Φßsti z∙stßvajφ nevyu₧ity. B∞hem fßze naΦφtßnφ instrukce z pam∞ti nejsou vyu₧φvßny ty Φßsti procesoru, kterΘ slou₧φ nap°. k nßsobenφ, zatφmco b∞hem v²konnΘ fßze (tedy vlastnφho provßd∞nφ instrukce, kdy se pak m∙₧e skuteΦn∞ nßsobit) z∙stßvajφ nevyu₧ity ty Φßsti procesoru, kterΘ zajiÜ¥ujφ spoluprßci s pam∞tφ.

Zcela zßkonit∞ proto vznikla myÜlenka koncipovat procesor tak, aby ₧ßdnß jeho Φßst nikdy "nezahßlela". Tedy umo₧nit, aby v dob∞, kdy jedna Φßst procesoru provßdφ urΦitou fßzi jednΘ instrukce, mohla jinß Φßst procesoru pracovat na jinΘ fßzi jinΘ instrukce. Nap°φklad aby v dob∞, kdy je teprve dokonΦovßna urΦitß instrukce (tj. je provßd∞na jejφ v²konnß fßze), ji₧ mohla b²t p°ipravovßna k provedenφ (tj. dek≤dovßna) dalÜφ instrukce, a jeÜt∞ jedna dalÜφ instrukce naΦφtßna z pam∞ti.

Lze si p°edstavit, ₧e takto fungujφcφ procesor se vlastn∞ chovß jako roura Φi potrubφ s n∞kolika sekcemi, a instrukce jsou tφmto potrubφm postupn∞ "protlaΦovßny". Ka₧dß sekce mß na starosti realizaci urΦitΘ fßze, a tu provßdφ s tou instrukcφ, kterß se v p°φsluÜnΘ sekci prßv∞ nachßzφ. V celΘm procesoru se tak v ka₧dΘm okam₧iku nachßzφ vφce instrukcφ v r∙znΘm stßdiu rozpracovanosti. Celkov² efekt je takov², ₧e doba provedenφ jednΘ instrukce se sice v podstat∞ nem∞nφ, ale poΦet instrukcφ, proveden²ch za jednotku Φasu, ze zv²Üφ tolikrßt, kolik sekcφ mß naÜe pomyslnΘ potrubφ.

Byla to prßv∞ tato analogie s potrubφm (anglicky "pipeline"), kterß dala vzniknout nßzvu prßv∞ popsanΘ techniky - pipelining. Do ΦeÜtiny se p°eklßdß nejΦast∞ji jako "proudovΘ zpracovßnφ" Φi "z°et∞zenΘ zpracovßnφ".

---------------

P.S. Budete-li v n∞kterΘ tuzemskΘ technickΘ knihovn∞ hledat literaturu k problematice pipeliningu resp. k proudovΘmu zpracovßnφ, zkuste se nejprve podφvat pod heslo "PoΦφtaΦe potrubnφ" :-).