Pengertian
PIPELINE & RISC
Dalam komputer, pipeline adalah
satu set dari elemen pemrosesan data dihubungkan secara seri, sehingga hasil
keluaran dari satu elemen adalah masukkan bagi elemen berikutnya. Elemen –
elemen dari sebuah pipeline sering dijalankan secara paralel.
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.
Keuntungan dari Pipeline
1. Waktu siklus
prosesor berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi-isu dalam
kebanyakan kasus.
2. 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
1. 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.
2. 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 :
1. 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.
2. 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.
3. 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.
Referensi :
