Qu'est-ce que Pipeline ?

Méthode qui découpe le traitement des instructions en étapes (lecture, décodage, exécution, etc.) et traite plusieurs instructions simultanément en les décalant.

Nom japonais: パイプライン処理

« Pipeline » apparaît dans 21 questions d'entraînement réparties sur 10 thèmes, dont CPU et architecture, ISA et assembleur, Conversion A/N et N/A.

Domaine: CPU et architecture

S'entraîner : questions sur Pipeline

Quel est le principal objectif du traitement en pipeline d'un processeur ?

  1. ADiviser le traitement des instructions en plusieurs étapes et superposer les étapes d'instructions différentes pour augmenter le débit
  2. BRéduire systématiquement le temps d'exécution (latence) d'une instruction
  3. CRéduire le nombre d'instructions pour diminuer la taille du programme
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Réponse : A. Diviser le traitement des instructions en plusieurs étapes et superposer les étapes d'instructions différentes pour augmenter le débit

Le pipeline superpose, à la manière d'une chaîne de production, les étapes de lecture, décodage, exécution, accès mémoire et écriture du résultat, et termine une instruction par cycle d'horloge, ce qui augmente le débit. Avec 5 étages, le gain idéal est d'environ 5. Le temps de traitement d'une instruction (latence) augmente plutôt légèrement. Les dépendances de données, les branchements et les conflits de ressources peuvent perturber le flux (aléas), ce que l'on traite par le forwarding et la prédiction de branchement.

Dans un pipeline, lorsqu'une instruction utilise immédiatement le résultat de la précédente (aléa de données), quelle technique transmet directement le résultat du calcul à l'instruction suivante sans attendre l'écriture dans le registre ?

  1. AForwarding (bypass)
  2. BMémoire virtuelle
  3. CPrédiction de branchement
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Réponse : A. Forwarding (bypass)

Le forwarding (bypass) achemine directement la sortie de l'unité de calcul vers l'entrée de l'instruction suivante, sans attendre son écriture dans le registre. Par exemple, même si « r4 = r1 × 2 » suit immédiatement « r1 = r2 + r3 », l'exécution se fait sans arrêt (stall) de plusieurs cycles. En revanche, lorsque le résultat d'un chargement depuis la mémoire est utilisé immédiatement, la donnée n'étant pas encore arrivée, un arrêt d'environ un cycle subsiste (aléa load-use).

« Pipeline » dans les explications

Questions mentionnant « Pipeline » (21)

  1. Quel est le principal objectif du traitement en pipeline d'un processeur ?
  2. Dans un pipeline, lorsqu'une instruction utilise immédiatement le résultat de la précédente (aléa de données), quelle technique transmet directement le résultat du calcul à l'instruction suivante sans attendre l'écriture dans le registre ?
  3. Quelle définition du pipeline logiciel (software pipelining) est correcte ?
  4. Quel est le fonctionnement correct d'une bascule D (flip-flop D) ?
  5. Dans un circuit synchrone, qu'est-ce qui détermine la fréquence d'horloge maximale de fonctionnement ?
  6. Quelle caractéristique d'un CAN de type flash est correcte ?
  7. Quel CAN répartit la conversion sur plusieurs étages traités à la chaîne pour concilier vitesse élevée et résolution moyenne à élevée ?
  8. Parmi les architectures de CAN, laquelle est classée dans les convertisseurs à suréchantillonnage ?
  9. Quelle caractéristique désigne le « S (Synchronous) » de SDRAM ?
  10. Quelle caractéristique du RISC (ordinateur à jeu d'instructions réduit) est correcte ?
  11. Quel est l'objectif de la prédiction de branchement d'un processeur ?
  12. Quel est l'ordre correct du déroulement de base du traitement d'une instruction par le processeur ?
  13. Comment appelle-t-on la technique qui génère automatiquement du RTL à partir d'une description algorithmique écrite en C ou C++ ?
  14. Quelle affirmation concernant deux CPU adoptant la même architecture de jeu d'instructions (ISA) est correcte ?
  15. Quelle caractéristique d'une architecture load-store comme RISC-V est correcte ?

Termes associés

Prédiction de branchement Architecture du jeu d'instructions (ISA) GPU Débit (throughput) Découpe (dicing) Bascule (flip-flop) CAN flash Suréchantillonnage DDR SDRAM RTL (niveau transfert de registres)

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