問題 No.1745
コンピュータのプロセッサにおけるパイプライン処理に関する記述として、最も適切なものはどれか。
【正解の解説】
命令の実行において、フェッチ、デコード、実行などの各ステージを独立したハードウェアに分担させ、複数の命令を1つのステージずつずらしながら並行して実行する。
一言で言うと「工場の流れ作業方式」です。フェッチやデコードなどの各工程を異なるハードウェアで同時に動かすことで、1つずつ順番に処理するよりも圧倒的にスループットが向上します。プロセッサの性能を語る上で欠かせない超重要概念です。
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【その他の選択肢の解説】
1つの命令を完全に実行し終えてから、次の命令の読み出しと実行を順番に行うことで、全体の命令実行時間を短縮する。
命令を1つずつ順番に完全消化していく方式（逐次処理）の説明であり、パイプライン処理の持つ「複数の命令を並行してずらしながら実行する」という最大のメリットに反するため誤りです。
複数の演算器を物理的に並列配置し、単一の命令によって同時に複数の異なるデータを異なる演算器で処理する。
単一の命令で複数のデータを並列演算する仕組みは、主に画像処理や科学技術計算で使われるSIMD（Single Instruction, Multiple Data）やベクトルプロセッサの特徴であり、命令の流れを細分化するパイプライン処理とは異なります。
主記憶装置へのアクセス頻度を減らすために、頻繁に使用するデータを小容量の高速なメモリに複製して保持する。
主記憶とプロセッサの速度差を埋めるために局所性の原理を利用するキャッシュメモリや主記憶階層の仕組みを説明したものであり、命令の実行ステージを分割するパイプライン処理の定義とは無関係です。