Sabtu, 23 Desember 2017
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.
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 sedang 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. Dengan penerapan pipeline ini
padamicroprocessor akan didapatkan peningkatan kinerja microprocessor.
Instruksi Pada Pipeline
Tahapan Pipeline :
·
Mengambil instruksi
dan membuffferkannya.
·
Ketika tahapan kedua
bebas tahapan pertama mengirimkan instruksi yang dibufferkan tersebut.
·
Pada saat tahapan
kedua sedang mengeksekusi instruksi, tahapan pertama memanfaatkan siklus memori
yang tidak dipakai untuk mengambil dan membuffferkan instruksi berikutnya.
Karena
untuk setiap tahap pengerjaan instruksi, komponen yang bekerja berbeda, maka
dimungkinkan untuk mengisi kekosongan kerja di komponen tersebut.Sebagai contoh
:
·
Instruksi
1: ADD AX, AX
·
Instruksi
2: ADD EX, CX
Setelah
CU menjemput instruksi 1 dari memori (IF), CU akan menerjemahkan instruksi
tersebut(ID). Pada menerjemahkan instruksi
1 tersebut, komponen IF tidak bekerja. Adanya teknologi pipeline
menyebabkan IF akan menjemput instruksi 2 pada saat ID menerjemahkan instruksi
1. Demikian seterusnya pada saat CU menjalankan instruksi 1 (EX), instruksi 2
diterjemahkan (ID).
Tabel 1. Kelebihan dan kekurangan PIPELINE
|
Kelebihan
|
Kekurangan
|
|
1. Waktu siklus prosesor berkurang, sehingga
meningkatkan tingkat instruksi dalam kebanyakan kasus( lebih cepat selesai).
2. Beberapa combinational sirkuit seperti penambah atau
pengganda dapat dibuat lebih cepat dengan menambahkan lebih banyak sirkuit.
Jika pipelining digunakan sebagai pengganti, hal itu dapat menghemat sirkuit
& combinational yang lebih kompleks.
3. Pemrosesan dapat dilakukan lebih cepat, dikarenakan
beberapa proses dilakukan secara bersamaan dalam satu waktu.
|
1. Pipelined prosesor
menjalankan beberapa instruksi pada satu waktu. Jika ada beberapa cabang yang
mengalami penundaan cabang (penundaan memproses data) dan akibatnya proses
yang dilakukan cenderung lebih lama.
2. Instruksi latency
di non-pipelined prosesor sedikit lebih rendah daripada dalam pipelined
setara. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa intruksi ekstra harus ditambahkan
ke jalur data dari prosesor pipeline.
3. Kinerja prosesor di
pipeline jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di
antara program yang berbeda.
|
REDUCE INSTRUCTION SET COMPUTER (RISC)
Kata “reduced” berarti pengurangan pada set instruksi. RISC merupakan rancangan arsitektur CPU yang mengembil dasar filosofi bahwa prosesor dibuat dengan arsitektur yang tidak rumit dengan membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Dengan kata lain RISC adalah arsitektur komputer dengan kumpulan perintah (instruksi) yang sederhana, tetapi dalam kesederhanaan tersebut didapatkan kecepatan operasi setiap siklus instruksinya.
Kebanyakan pada proses RISC , instruksi operasi dasar aritmatik hanya penjumlahan dan pengurangan, untuk perkalian dan pembagian sudah dianggap operasi ang kompleks. RISC menyederhanakan rumusan perintah sehingga lebih efisien dalam penyusunan kompiler yang pada akhirnya dapat memaksimumkan kinerja program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi.
Ada beberapa elemen penting dalam arsitektur RISC, yaitu :
· Set instruksi yang terbatas dan sederhana
· Register general-purpose yang berjumlah banyak, atau pengguanaan teknologi kompiler untuk mengoptimalkan pemakaian regsiternya.
· Penekanan pada pengoptimalan pipeline instruksi.
Karakteristik RISC
RISC memiliki karakteristik sebagai berikut :
1. One Cycle Execution Time : Satu putaran eksekusi. Prosessor RISC mempunyai CPI (clock per instruction) atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksudkan untuk mengoptimalkan setiap instruksi pada CPU.
2. Pipelining : Adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan.Sehingga proses instruksi lebih efisien.
3. Large Number Of Registers : Jumlah register yang sangat banyak membuat RISC di desain untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.
Ciri-Ciri Prosessor RISC
RISC memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
1. Prosessor RISC mengeksekusi instruksi pada setiap siklus detak (Robinson 1987:144, Johnson 1987:153).
2. Instruksi pada prosesor RISC memiliki format tetap, sehingga rangkaian pengontrol instruksi menjadi lebih sederhana. Dengan kata lain dapat menghemat penggunaan luasan keping semikonduktor.
3. Instruksi yang berhubungan dengan memori hanya instruksi isi (load) dan instruksi simpan (store), dan instruksi lain dila
kukan dalam register
internal prosesor.4. Prosesor RISC memerlukan waktu kompilasi yang lebih lama daripada prosesor CISC.
Konsep arsitektur RISC banyak menerapkan
proses eksekusi pipeline. Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan
untuk melakukan pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara
pipeline memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan
pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit. RISC
memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi program yang lebih
besar. Dengan mengoptimalkan penggunaan memori register diharapkan siklus
operasi semakin cepat.
