PIPELINING
Pipelining
yaitu suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama
tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit
pemrosesan. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan selalu bekerja. Teknik
pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistemkomputer.
Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat
yang rendah, seperti pada instruksi yang dijalankan oleh microprocessor.
Contoh
pipeline dalam komputer adalah:
- Pipeline
instruksi. Biasanya digunakan di unit
pemroses sentral agar instruksi – instruksi dapat dijalankan dalam satu
waktu dalam satu sirkuit digital. Biasanya sirkuitnya dibagi dalam
beberapa tahap, termasuk decode instruksi, aritmetika dan tahap – tahap
penjemputan data dari register, dimana setiap tahap melakukan satu
instruksi dalam satu waktu.
- Pipeline
grafis, sering ditemukan dalam
sebagian besar unit pemrosesan grafis, yang terdiri dari berbagai unit
aritmatik atau unit pemroses sentral lengkap, yang menerapkan berbagai
macam tahap dari operasi render yang umum (seperti proyeksi perspektif,
kalkulasi warna dan pencahayaan, primitif gambar, dan sebagainya).
- Pipeline
perangkat lunak. Dimana keluaran dari suatu
program langsung dipakai oleh program lain sebagai masukkan sehingga dapat
langsung diproses.
Teknik
pipeline yang diterapkan pada microprocessor, dapat dikatakan
sebuah arsitektur khusus. Ada perbedaan khusus antara model microprocessor yang
tidak menggunakan arsitektur pipeline dengan microprocessor yang
menerapkan teknik ini.
Pada microprocessor yang
tidak menggunakan pipeline , satu instruksi dilakukan sampai
selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan. Sedangkan dalam microprocessor yang
menggunakan teknik pipeline ketika satu instruksi sedangkan
diproses, maka instruksi yang berikutnya juga dapat diproses dalam waktu yang
bersamaan. Tetapi, instruksi yang diproses secara bersamaan ini, ada dalam
tahap proses yang berbeda.
Jadi, ada
sejumlah tahapan yang akan dilewati oleh sebuah instruksi. Misalnya
sebuah microprocessor menyelesaikan sebuah instruksi dalam 4
langkah. Ketika instruksi pertama masuk ke langkah 2, maka instruksi berikutnya
diambil untuk diproses pada langkah 1 instruksi tersebut. Begitu pun
seterusnya, ketika instruksi pertama masuk ke langkah 3, instruksi kedua masuk
ke langkah 2 dan instruksi ketiga masuk ke langkah 1.
Keuntungan dari Pipeline
- Waktu siklus prosesor
berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi-isu dalam kebanyakan
kasus.
- Beberapa combinational sirkuit
seperti penambah atau pengganda dapat dibuat lebih cepat dengan
menambahkan lebih banyak sirkuit.
Jika
pipeline digunakan sebagai pengganti, hal itu dapat menghemat
sirkuit vs combinational yang lebih kompleks sirkuit.
Kerugian dari Pipeline
- Prossesor non-pipeline hanya
menjalankan satu instruksi pada satu waktu. Hal ini untuk mencegah
penundaan cabang (yang berlaku, setiap cabang tertunda) dan masalah dengan
serial instruksi dieksekusi secara bersamaan. Akibatnya desain lebih
sederhana dan lebih murah untuk diproduksi. Pipeline lebih mahal dalam
produksi karena sirkuit lebih rumit.
- Prossesor non-pipeline akan
memiliki instruksi bandwidth yang stabil. Kinerja prossesor yang pipeline
jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di
antara program yang berbeda.
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 mempunyai
karakteristik :
- one cycle execution time : satu
putaran eksekusi. Prosessor RISC mempunyai CPI (clock per instruction)
atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksud untuk
mengoptimalkan setiap instruksi pada CPU.
- large number of registers: Jumlah
register yang sangat banyak. RISC di Desain dimaksudkan untuk dapat
menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar
tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.
- pipelining:adalah sebuah teknik
yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan.Sehingga proses
instruksi lebih efiisien.
Ciri-ciri :
- Instruksi berukuran tunggal
- Ukuran yang umum adalah 4
byte
- Jumlah pengalamatan data sedikit,
- Tidak terdapat pengalamatan tak
langsung
- Tidak terdapat
operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi
aritmatika
- Tidak terdapat lebih dari satu
operand beralamat memori per instruksi
- Tidak mendukung perataan sembarang
bagi data untuk operasi load/ store.
- Jumlah maksimum pemakaian memori manajemen
bagi suatu alamat data adalah sebuah instruksi .
Contoh pengaplikasian RISC yaitu pada perangkat
elektronika yang dibuat khusus, seperti Kalkulator, Mesin Kasir, mesin cuci
mobil dll.
Sumber :
- https://id.wikipedia.org/wiki/Pipeline
- http://sharinginpo.blogspot.co.id/2011/04/pipeline-secara-umum.html
- https://imambakti18.wordpress.com/penjelasan-risc-dan-pipelining-risc/
- https://fajarhidayat513.wordpress.com/2016/12/27/pipelining-risc-reduced-instruction-set-computer/
- https://ahmadharisandi7.wordpress.com/2017/12/20/pipeline-risc/