パイプライン

計算機の中枢である処理装置は、様々な命令を次々と実行することで仕事をこなします。その命令処理のやり方には様々な工夫があり、パイプライン制御もその一つです。パイプライン制御とは、複数の命令をまるで流れ作業のように、同時並行で処理する技術のことを指します。 例として、工場の組み立てラインを想像してみましょう。製品が完成するまでには、部品の取り付け、塗装、検査など、様々な工程が必要です。もし、一つの工程が完了するまで次の工程に進めない、昔ながらのやり方だとどうなるでしょうか。部品の取り付けが終わるまで塗装工程は待機し、塗装が終わるまで検査工程も待機しなければなりません。各工程は前の工程が終わるまで手持ち無沙汰になってしまうのです。 パイプライン制御では、この待ち時間を有効活用します。各工程を同時並行で進める工夫を取り入れるのです。部品の取り付けが終わった製品はすぐに塗装工程に進み、それと同時に、別の製品の部品取り付けを行うことができます。まるで、流れ作業のように、各工程が途切れることなく稼働し続けるのです。 このように、複数の命令を同時に処理することで、全体の処理時間を大幅に短縮することが可能になります。一つの命令を処理するのにかかる時間は変わらなくても、複数の命令を同時進行で処理することで、全体としての処理能力は向上するのです。これは、計算機の性能向上に大きく貢献しており、現在の高速な計算機を実現する上で欠かせない技術となっています。パイプライン制御によって、私たちは快適に計算機を利用できていると言えるでしょう。