PIPELINING & RISC

PIPELINING & RISC

PIPELINING

Secara yang kita ketahui Pipeline adalah cara kerja paralel, dimana komputer mengerjakan 2 atau lebih bagian instruksi secara bersamaan . Maka Pipelining adalah teknik yang digunakan untuk merealisasi paralel processing, yaitu dengan membagi operasi ke dalam k-stage (beberapa tingkatan) atau sub-operasi, sehingga pada satu saat ada operasi berjalan yang sekaligus.

Pipelining adalah salah satu cara yang paling sering digunakan dalam paralel processing. Sebuah operasi dibagi menjadi sejumlah sub operasi elementer, kita namakan k. Kemudian kita membentuk sebuah sistem dengan banyak stage sebesar k, dan mengeksekusi sub operasi tersebut pada setiap stage satu demi satu.

Pipe lining adalah salah satu teknik instruksi yang digunakan dalam desain komputer dan perangkat elektronik digital lainnya untuk meningkatkan instruksi throughput (jumlah instruksi yang dapat dijalankan pada waktu yang sama).

Contoh :

Gambar dibawah adalah generik pipa dengan 4 tahapan.

Stage 1 : Fetch

Stage 2 : Membaca Sandi

Stage 3 : Menjalankan

Stage 4 : Write-back

Abu-abu yang terdapat  diatas kotak adalah daftar tunggu instruksi yang akan dilaksanakan, bagian bawah kotak abu abu adalah daftar instruksi yang telah selesai, dan tengah kotak putih adalah pipa.

Kekurangan pada pipeline adalah dalam prakteknya, bagaimanapun, prosesor RISC beroperasi lebih dari satu siklus per instruksi. Prosesor mungkin mengumpulkan hasil dari data dependensi dan instruksi cabang.

Data dependensi terjadi bila instruksi tergantung pada hasil dari instruksi sebelumnya. Instruksi tertentu mungkin perlu data dalam register yang belum disimpan, sejak itulah pekerjaan yang sebelumnya instruksi yang belum mencapai tahap yang akan di pipeline.

RISC ( Reduced Instruction Set Computing )

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  berarti  "komputasi  kumpulan  instruksi  yang  disederhanakan".  RISC merupakan  sebuah  arsitektur  komputer atau  arsitektur  komputasi  modern  dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada  komputer  dengan  kinerja  tinggi,  seperti  komputer  vektor.  Selain  digunakan dalam  komputer vektor, desain ini  juga  diimplementasikan pada prosesor  komputer lain,  seperti  pada  beberapa  mikroprosesor  Intel  960,  Itanium (IA64)  dari  Intel Corporation,  Alpha  AXP dari  DEC,  R4x00 dari  MIPS  Corporation,  PowerPC dan Arsitektur  POWER dari  International Business  Machine. Selain itu, RISC  juga umum

dipakai  pada  Advanced  RISC  Machine  (ARM) dan  StrongARM (termasuk  di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

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.

· pipelining:adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan.Sehingga proses instruksi lebih efisien.

· 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.

Ciri-Ciri Prosessor RISC :

·         Prosessor RISC mengeksekusi instruksi pada setiap siklus detak (Robinson 1987:144, Johnson 1987:153).

·         Instruksi  pada  prosesor  RISC  memiliki  format  tetap,  sehingga  rangkaian pengontrol  instruksi  menjadi  lebih  sederhana.  Dengan  kata  lain  dapat menghemat penggunaan luasan keping semikonduktor.

·         Instruksi yang berhubungan dengan memori hanya instruksi isi (load) dan instruksi  simpan  (store),  dan  instruksi  lain  dilakukan  dalam  register internal prosesor.

·         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.  Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi  program  yang  lebih  besar.  IBM  801  adalah  prosesor  komersial pertama yang menggunakan pendekatan RISC.

DAFTAR PUSTAKA

http://manly-boyz.blogspot.co.id/2011/09/definisi-pipelining.html

https://id.wikipedia.org/wiki/RISC

http://desinilawati.blogspot.co.id/2013/09/apa-itu-risc-dan-cisc.html