パイプライン処理とは？

詳細解説

パイプライン処理は、CPU内部で命令の実行を複数のステージに分割し、各ステージを同時並行で実行することでスループットを向上させる技術です。一般に「フェッチ（命令読み出し）→デコード（命令解読）→実行（演算）→ライトバック（結果書き込み）」の4段階に分けられます。流れ作業に例えると分かりやすく、1つの命令が実行ステージにある間に、次の命令をデコードし、さらに次の命令をフェッチします。理想的には段数分だけ実行速度が向上しますが、条件分岐や依存関係がある命令ではパイプラインが乱れる「ハザード」が発生し性能が低下します。これを防ぐためにスーパスカラ（複数のパイプライン）や分岐予測などの技術が使われます。ITパスポートではパイプラインの基本概念と処理段数による性能向上の計算が問われます。

ITパスポートでの出題ポイント

• 1パイプラインの各ステージ（フェッチ・デコード・実行・書き戻し）
• 2パイプラインハザードの発生原因（分岐・データ依存）
• 3段数と理論的なスループット向上の関係

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