PIPELINING INSTRUKSI Created by : Rizka Ariyanto (08018094) Dian Utari (08018065) Nuryani Rahmawati (08018071) Dian Sulasih (08018072) Dyah Ayu Devi (08018076)

Pipeline pipeline adalah suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersamaan tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontiniu pada unit pemrosesan. Dengan cara ini, maka unit pemroses selalu bekerja.

pipeline Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistem komputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijalankan oleh microprocessor.

Perbedaan Microprocesor yang menggunakan pipeline 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.

Dengan penerapan pipeline ini pada microprocessor akan didapatkan peningkatan dalam unjuk kerja microprocessor. Hal ini terjadi karena beberapa instruksi dapat dilakukan secara parallel dalam waktu yang bersamaan. Secara kasarnya diharapkan akan didapatkan peningkatan sebesar K kali dibandingkan dengan microprocessor yang tidak menggunakan pipeline, apabila tahapan yang ada dalam satu kali pemrosesan instruksi adalah K tahap.

Instruksi Pipeline

Tahapan Pipeline Mengambil instruksi dan membuffferkannya Ketika tahapn 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

Tiga kesulitan yang sering dihadapi ketika menggunakan teknik pipeline Terjadinya penggunaan resource yang bersamaan Ketergantungan terhadap data Pengaturan Jump ke suatu lokasi memori

Keuntungan dari Pipelining 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 pipelining digunakan sebagai pengganti, hal itu dapat menghemat sirkuit vs combinational yang lebih komplek sirkuit.

Kekurangan Pipelining Non-pipelined prosesor 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. Instruksi latency di non-pipelined prosesor sedikit lebih rendah daripada dalam pipelined setara. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sandal jepit ekstra harus ditambahkan ke jalur data dari prosesor pipelined. Non-pipelined prosesor akan memiliki instruksi yang stabil bandwidth. Kinerja prosesor yang pipelined jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di antara program yang berbeda.

Pipelining meniru proses assembly-chain (ban berjalan) di industri : Misalnya Industri Mobil Cat dasar, anti karat, cat final Pasang pintu, jendela, kap mesin Press Plat Body Unit 1 Unit 2 Unit 3 Unit 6 Unit 5 Unit 4 Test engine static, test electric, dll Pasang kabel, roda, ac, dll Pasang Mesin, Jok, kaca,karet , lampu Ban Berjalan Industri Karoseri

Setiap unit, menjalankan fungsi tertentu yang unik Setiap “clock” (satuan waktu tertentu), setiap unit secara serentak menyelesaikan pekerjaannya Pekerjaan “bergeser” dari unit i ke unit (i + 1), sampai akhirnya pekerjaan selesai Pada waktu seluruh unit terisi penuh, pada setiap “clock” akan keluar (selesai) satu unit mobil Bandingkan dengan proses non-assembly, dimana pekerjaan diselesaikan semua dahulu (seluruh pekerjaannya mobil ke j selesai), baru mobil ke (j+1) mulai dikerjakan

Secara instinktif, dapat dideduksi bahwa : Tanpa assembly, maka setiap mobil akan selesai dalam waktu ( n x waktu setiap unit) Dengan assembly : pada saat semua unit penuh, maka setiap “clock” (waktu pengolahan disetiap unit), akan keluar satu mobil Tnon-assembly = ( n x Tunit-assembly), dimana n adalah jumlah unit dalam assembly Jadi, dalam kondisi assembly penuh, percepatan proses produksi mobil dengan assembly (ban berjalan) adalah n kali lebih cepat dibanding tanpa assembly

Pipelining di Prosesor Untuk menerapkan prinsip multi-stage atau mulai saat ini kita namakan pipelining di prosesor, diperlukan organisasi prosesor khusus Pada dasarnya, prosesor dipartisi menjadi sejumlah unit-unit kecil dengan fungsi spesifik Setiap unit berperan menyelesaikan sebagian dari eksekusi instruksi : Instruction fetch, decode, operand address calculation, operand fetch, execute and store result