Pipeline CPU는 데이터 처리 속도를 향상시키기 위해 설계된 중앙 처리 장치(CPU)의 구조이다. 일반적인 CPU는 명령어를 순차적으로 실행하는데, Pipeline CPU는 명령어를 여러 단계로 분리하여 동시에 실행함으로써 처리량을 증가시킨다.
Pipeline은 생산라인의 원리와 비슷하다. 생산라인에서는 여러 작업이 병렬로 진행되어 제품 생산 속도를 높이는 것과 마찬가지로, Pipeline CPU는 여러 명령어가 동시에 처리되도록 구성된다. CPU 파이프라인은 일련의 단계로 구성되며, 각 단계에서는 명령어가 다른 단계로 전달되어 처리된다.
일반적으로 CPU 파이프라인은 다음과 같은 단계로 구성된다:
- 명령어 인출(Instruction Fetch): 메모리에서 명령어를 읽어온다.
- 명령어 해독(Instruction Decode): 명령어를 해독하고 필요한 데이터를 식별한다.
- 실행 유닛(Execution Unit): 명령어의 연산을 수행한다.
- 메모리 액세스(Memory Access): 데이터를 메모리에서 읽거나 쓰기 위해 메모리 액세스를 수행한다.
- 결과 저장(Write Back): 실행 결과를 레지스터에 저장한다.
각 단계는 하나의 명령어를 처리하는 동안 다음 명령어를 받아들일 수 있도록 동시에 작동한다. 이를 통해 파이프라인 CPU는 명령어를 병렬로 처리함으로써 전체적인 실행 속도를 향상시킬 수 있다. 하지만 명령어 간에 종속성이 있는 경우에는 파이프라인의 효율성이 저하될 수 있다.
Pipeline CPU는 대부분의 현대 프로세서에서 사용되는 기술이며, 고성능 컴퓨팅 및 일반적인 개인 컴퓨터에서 널리 사용된다.
