کمپیوٹر سی پی یو پائپ لائن کیا ہے؟

سی پی یو پائپ لائن کمپیوٹر کے سنٹرل پروسیسنگ یونٹ (سی پی یو) میں پروسیسنگ کے مراحل کا ایک سلسلہ ہے۔ مراحل عام طور پر بازیافت، ڈی کوڈ، عمل درآمد، اور رائٹ بیک ہوتے ہیں۔ پائپ لائن زیادہ تر CPUs کے ڈیزائن کا ایک بنیادی عنصر ہے، اور اس کا مقصد کارکردگی کو بہتر بنانا ہے۔ ہدایات کی پروسیسنگ کو الگ الگ مراحل میں توڑ کر، سی پی یو ایک ہی وقت میں متعدد ہدایات پر کارروائی کر سکتا ہے۔ یہ متوازی یا متوازی پروسیسنگ کے طور پر جانا جاتا ہے، اور یہ ایک اہم کارکردگی کو فروغ دے سکتا ہے. تاہم، یہ بڑھتی ہوئی پیچیدگی کی قیمت پر آتا ہے، اور اگر ہدایات کو ترتیب سے باہر کرنے کی ضرورت ہو تو یہ تاخیر (پائپ لائن اسٹال کے نام سے جانا جاتا ہے) متعارف کرا سکتا ہے۔

اس پوسٹ میں ہم وضاحت کریں گے۔ کمپیوٹر پروسیسر پائپ لائن کیا ہے؟ . سنٹرل پروسیسنگ یونٹ (مختصر مرکزی پروسیسنگ یونٹ) کمپیوٹر کا ایک اہم حصہ ہے جو دماغ کی طرح کام کرتا ہے۔ اور ہم اسے پہلے ہی جانتے ہیں۔ لیکن جو ہم نہیں جانتے وہ وہ تکنیک ہیں جو سی پی یو کو موثر بناتی ہیں۔ ان میں سے ایک تکنیک ہے۔ پائپ لائننگ . اگر آپ جاننا چاہتے ہیں۔ پائپ لائنڈ سی پی یو کیا ہے اور پائپ لائننگ سی پی یو کی کارکردگی کو کیسے بہتر بناتی ہے۔ پھر اس پوسٹ کو پڑھیں۔

کمپیوٹر سی پی یو پائپ لائن کیا ہے؟

کمپیوٹر سائنس میں، ایک ہدایت ایک کمانڈ ہے جو ایک پروگرام کے ذریعہ مرکزی پروسیسر کو دی جاتی ہے۔ یہ مشین لینگویج کوڈ پر مشتمل ہے جسے CPU سمجھتا ہے اور اس پر عمل درآمد کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، |_+_| ایک ہدایت ہے جو CPU کو RAM میں معلومات ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہے۔ پائپ لائننگ ایک تکنیک ہے۔ جدید پروسیسرز کی ترقی میں استعمال کیا جاتا ہے. یہ مجموعی کمانڈ تھرو پٹ کو بڑھاتا ہے۔ (فی سیکنڈ پر عمل درآمد کی گئی ہدایات کی تعداد) ہدایات کو ذیلی کاموں میں تقسیم کر کے جن پر CPU متوازی کارروائی کر سکتا ہے۔

ونڈوز ایپس کیلئے ٹربل ٹشو

پائپ لائن پروسیسر کیا ہے؟

ایک پائپ لائن شدہ سی پی یو پائپ لائننگ کے اصول پر کام کرتا ہے، ہدایات کے ایک سیٹ کو متعدد ذیلی کاموں میں تقسیم کرتا ہے، جہاں ہر ذیلی کام ایک آپریشن کرتا ہے۔ پائپ لائن ہے 2 اختتامی نکات: داخل ہونا اور باہر نکلنا . ان سروں کے درمیان کئی ذیلی ٹاسک اس طرح جمع ہوتے ہیں کہ ایک سب ٹاسک کا آؤٹ پٹ اگلے سب ٹاسک کے ان پٹ سے جڑ جاتا ہے۔ لہذا، پائپ لائن شدہ CPU ایک ہی وقت میں ایک سے زیادہ ذیلی کام انجام دیتا ہے۔

فکسنگ نیٹ ورک فریم ورک

یہ بھی پڑھیں: کمپیوٹر نیٹ ورک میں ٹوپولوجی کی اقسام کی وضاحت .

پائپ لائننگ پروسیسر کی کارکردگی کو کیسے بہتر بناتی ہے؟

عام طور پر، سی پی یو درج ذیل صورتوں میں کسی ہدایت کو توڑ سکتا ہے۔ 4 ذیلی کام (بہت بنیادی سطح پر):

• لانے - میموری سے ہدایات حاصل کریں۔
• سمجھنا - ضابطہ کشائی کی ہدایات۔
• پورا کرنا - ہدایات پر عمل درآمد۔
• لکھیں۔ - نتیجہ واپس میموری پر لکھنا۔

اب فرض کریں۔ CPU کے پاس ان ذیلی کاموں میں سے ہر ایک کو انجام دینے کے لیے ایک وقف شدہ بلاک ہے۔ . جب کہ ایک بلاک ذیلی کام کو انجام دے رہا ہے، باقی سی پی یو بلاکس بیکار ہوں گے، اس دوران کچھ نہیں کریں گے۔ پائپ لائننگ ان بیکار اکائیوں سے فائدہ اٹھاتی ہے تاکہ انہیں قطار میں لگی دیگر ہدایات پر کارروائی کی جاسکے۔

آئیے اس کو ایک مثال سے سمجھتے ہیں۔ مندرجہ ذیل تصویر کو دیکھیں:

آڈٹ موڈ

مندرجہ بالا اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ دو ہدایات کے ایک سیٹ کو غیر پائپ لائن والے CPU ماحول اور پائپ لائن والے CPU ماحول میں کیسے عمل میں لایا جاتا ہے۔ جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، ایک غیر پائپ لائن والا CPU 2 ہدایات پر عمل کرنے میں 8 سائیکل لیتا ہے، جبکہ ایک پائپ لائن والا CPU صرف 5 سائیکلوں میں ہدایات کے ایک ہی سیٹ پر عمل کرتا ہے۔

قریب سے دیکھ کر، پائپ لائن شدہ سی پی یو اپنے فیچ بلاک کو دوسری ہدایات کے پہلے ذیلی ٹاسک کو انجام دینے کے لیے استعمال کر رہا ہے، جبکہ اس کا ڈی کوڈ بلاک پہلے ہی پہلی ہدایات کے دوسرے ذیلی ٹاسک کو انجام دے رہا ہے۔ لہذا، یہ دوسرے بلاک کو پہلے بلاک کے ساتھ ہی استعمال کرتا ہے، جو بصورت دیگر غیر پائپ لائن والے ماحول میں بیکار ہوگا۔

ہدایات کے دیے گئے سیٹ پر عمل درآمد کی رفتار میں اضافہ کرنے سے پروسیسر کی رفتار بڑھ جاتی ہے۔ اور یہاں یہ ہے کہ پائپ لائننگ پروسیسر کی کارکردگی کو کیسے بہتر بناتی ہے۔ یہاں نوٹ کرنا ضروری ہے۔ یہ ہے کہ پائپ لائننگ اس وقت کو کم نہیں کرتی ہے جو پروسیسر کو ہدایات پر عمل کرنے میں لگتا ہے۔ بلکہ، یہ ان ہدایات کی تعداد میں اضافہ کرتا ہے جن پر CPU ایک ہی وقت میں کارروائی کر سکتا ہے۔ لہذا ذیلی کاموں کی تعداد میں اضافہ کا حقیقت میں یہ مطلب نہیں ہے کہ پائپ لائن والا سی پی یو غیر پائپ لائن والے سی پی یو سے تیز ہوگا۔ درحقیقت، پائپ لائن والے سی پی یو کو پائپ لائن والے سی پی یو کے مقابلے میں ایک ہدایت پر عمل کرنے میں کم وقت لگ سکتا ہے، اس میں شامل پائپ لائن مراحل کی تعداد (ذیلی کاموں کی تعداد) پر منحصر ہے۔

مجھے امید ہے کہ مذکورہ بالا وضاحت سے یہ واضح ہو جائے گا کہ کمپیوٹر کی سی پی یو پائپ لائن کیا ہے۔ اگر آپ کو کوئی شک ہے تو، براہ کرم ذیل میں تبصرے کے سیکشن میں ان کا اشتراک کریں.

ونڈوز محافظ سنگرودھ

کیا پائپ لائننگ پروسیسر کی کارکردگی کو بہتر کرتی ہے؟

پائپ لائن فن تعمیر ہر پروسیسر سائیکل پر عملدرآمد کی گئی ہدایات کی تعداد میں اضافہ کرتا ہے۔ ہدایات کے تھرو پٹ کو بڑھا کر، یہ CPU کی مجموعی کارکردگی کو بڑھاتا ہے۔ تاہم، اگر انسٹرکشن سیٹ پیچیدہ ہدایات پر مشتمل ہو (جیسے برانچ کی ہدایات)، تو CPU کو پہلے سے معلوم نہیں ہوگا کہ اگلی ہدایات کہاں پڑھنی ہیں اور اس وقت تک انتظار کرنا ہوگا جب تک کہ موجودہ ہدایات مکمل طور پر نافذ نہ ہو جائیں۔ ایسے معاملات میں، پائپ لائن شدہ فن تعمیر سی پی یو کی کارکردگی فراہم نہیں کرسکتا ہے۔

کیا پائپ لائننگ عملدرآمد کے وقت میں اضافہ کرتی ہے؟

پائپ لائننگ ہر گھڑی کے چکر میں بیک وقت عمل میں آنے والی ہدایات کی تعداد میں اضافہ کرتی ہے۔ لیکن یہ ضروری نہیں کہ کسی ایک ہدایت پر عمل کرنے میں لگنے والے وقت میں اضافہ کرے۔ مثال کے طور پر، پائپ لائننگ برانچ کی ہدایات پر عمل درآمد کے لیے موزوں نہیں ہے، جو ترتیب وار عمل کو کسی اور راستے کی طرف موڑ دیتی ہے۔ یہ بے ترتیبی پائپ لائن کو توڑ سکتی ہے یا اسے مکمل طور پر صاف کر سکتی ہے جب تک کہ شاخوں کے مسائل کو حل کرنے کے لیے مناسب طریقے متعارف نہ کرائے جائیں۔

مزید پڑھ: ونڈوز میں کسی عمل کے لیے سی پی یو کے استعمال کو کیسے محدود کریں۔ .