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Pipeline-Architektur

Pipelinung ermöglicht z.B. bei Prozessoren ähnlich der Fließbandarbeit die gleichzeitige Nutzung alle Instanzen bei der Befehlsbearbeitung

Vierstufige Pipeline: Instruction Fetch, Instruction Decode, Instruction Encode, Write Back

Hazards (Konflikte): aufgrund von Abhängigkeiten in der Pipeline (Befehl 1 muss vor Befehl 2 ausgeführt werden)

  • Ressourcenkonflikte: mehr Funktionseinheiten
  • Datenkonflikte:
    • Daten stehen nicht zur Verfügung
    • –> Bubbles (Lücken in der Pipeline) können entstehen, wenn wegen einer Abhängigkeit gewartet werden muss
    • –> Senkung des Durchsatzes
    • Lösung: Forwarding: spätere Befehle in der Pipeline werden früher ausgeführt, um Hazards und Bubbles zu vermeiden
  • Kontrollflusskonflikte:
    • späterer Befehl ist notwendig zum Weiterarbeiten
    • Lösung: Branch Prediction: Vorhersage/Schätzung der gebrauchten Daten