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問題の解答・解説ページ

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問題 No.2689
CPUのパイプライン処理において、ステージ数をさらに細分化して高速なクロックで動作させる手法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】

スーパーパイプライン方式では、通常のパイプラインよりもステージ数を多くして各ステージの処理をさらに細分化し、より高いクロック周波数での動作を可能にして性能向上を図る。

工場での流れ作業を想像してください。通常の作業工程をさらに細かく分け、それぞれの作業を短時間で次々と進めることで、全体のスピードを爆発的に上げる仕組みがスーパーパイプラインです。各工程の仕事量が減るため、ベルトコンベアのスピード(クロック周波数)をグッと速くすることができます。

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【その他の選択肢の解説】

スーパースカラ方式では、通常のパイプラインよりもステージ数を多くして各ステージの処理をさらに細分化し、より高いクロック周波数での動作を可能にして性能向上を図る。

スーパースカラは、ステージを細分化するのではなく、工場に同じような作業ライン(処理装置)を何本も並行して用意し、同時に複数の命令をドカンと処理する手法です。名前が似ているため試験でよく混同されますが、「細分化(縦の分割)」と「並列化(横の増設)」という違いがあります。

アウトオブオーダー方式では、通常のパイプラインよりもステージ数を多くして各ステージの処理をさらに細分化し、より高いクロック周波数での動作を可能にして性能向上を図る。

アウトオブオーダーは、命令の順番が前後しても、準備ができたものから先に片付けていく効率化の仕組みです。順番通りにしか処理できない縛りを解き放つ技術であり、ステージの細分化やクロックの高速化を目的としたスーパーパイプラインとはアプローチが異なります。

マルチコア方式では、通常のパイプラインよりもステージ数を多くして各ステージの処理をさらに細分化し、より高いクロック周波数での動作を可能にして性能向上を図る。

マルチコアは、1つのCPUチップの中に頭脳(コア)そのものを複数搭載し、それぞれが独立して仕事を分担するハードウェア的な仕組みです。1つの回路のステージを細かく刻む話とは全く異なるため、用語の意味と規模感をしっかりと区別して覚える必要があります。