[QA] 1주차 질문 - 파이프라인 제어 위험의 정의

[HoSungChoo]

파이프라인을 통한 병렬 처리에서 발생할 수 있는 "제어 위험"에 대해 배웠다.

제어 위험이란 "파이프라인에 넣을 다음 명령어를 미리 결정할 수 없어 발생하는 문제" 인데,

해당 위험이 명확히 어떤 과정에서 발생하는가?

[HoSungChoo]

파이프라인은 명령어 사이클인 인출 - 해석 - 실행 - 저장 단계로 구성되며, 여러 명령어의 서로 다른 단계를 동시에 겹쳐서 수행하는 방식이다.

인출 과정에서는 프로그램 카운터가 가리키는 메모리 주소에서 명령어를 가져오며, 명령어의 구체적인 종류는 아직 알 수 없다. 이때 PC는 일반적으로 주소를 하나 증가시켜 다음 명령어를 가리키도록 준비한다.

그 다음 사이클에서는 이전에 인출한 명령어를 해석하면서, 동시에 다음 명령어를 인출하게 된다. 이처럼 파이프라인을 통해 여러 명령어가 겹쳐서 처리된다.

하지만 해석 과정에서 해당 명령어가 BRANCH나 JUMP 명령인 경우, 현재 인출 중인 다음 명령어가 실제로 실행되어야 할 명령어가 아닐 수 있다. 이처럼 다음 명령어의 흐름이 바뀔 가능성이 있기 때문에, 분기 결과가 확인되기 전까지는 정확한 다음 명령어를 알 수 없게 된다.

이로 인해 제어 위험이 발생한다.