パイプラインとは？

パイプラインとは、命令の実行を複数の段（フェッチ・デコード・実行・書込みなど）に分け、各段を別の命令が同時に流れるようにして処理能力を高める方式。理想的にはクロックごとに1命令が完了する。

高度試験・午前I（全区分共通）の過去問では2回出題されています（2019年度〜2023年度）。

ぱいぷらいん

高度試験・午前I（全区分共通）の頻出用語／午前I（全区分共通）／別名：パイプライン処理、命令パイプライン

パイプラインの意味

命令の実行を複数の段（フェッチ・デコード・実行・書込みなど）に分け、各段を別の命令が同時に流れるようにして処理能力を高める方式。理想的にはクロックごとに1命令が完了する。

5段パイプラインでn命令を実行するのに要するクロック数は、(5＋n−1)クロック。乱れがなければn命令をほぼnクロックで処理できる。

分岐命令で予測が外れると、先読みした命令を捨てる「パイプラインハザード」が生じて性能が落ちる。これを緩和するのが分岐予測・投機実行。

スーパスカラの説明として、適切なものはどれか。
正解：並列実行可能な複数の命令を、複数の演算器に振り分けることによって並列に実行する。
要点：スーパスカラは複数演算器へ命令を振り分ける命令レベル並列化
スーパスカラは、1つのプロセッサコア内に演算器を複数持ち、依存関係のない複数の命令を同時に各演算器へ振り分けて並列実行する方式である。命令レベル並列性を活用する技術で、1クロックで複数命令を完了できる。パイプラインを複数本並べた構成と考えるとよい。
出典：令和1年度春期高度共通_午前I試験 am1 問4（IPA）
パイプラインの性能を向上させるための技法の一つで、分岐条件の結果が決定する前に、分岐先を予測して命令を実行するものはどれか。
正解：投機実行
要点：投機実行は分岐先を予測して命令を先行実行する
投機実行は、分岐命令の条件が確定する前に分岐先を予測し、その先の命令を先行して実行する技法である。予測が当たればパイプラインの空きを作らずに済み、外れた場合は実行結果を破棄してやり直す。分岐によるパイプラインハザードを緩和する代表的な手法である。
出典：令和5年度秋期高度共通_午前I試験 am1 問4（IPA）

最終更新：2026-08-25／解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。