計算機組成與體系結構 流水線(5)

2021-10-08 14:33:59 字數 957 閱讀 8393

相關引數計算

流水線執行時間計算、流水線吞吐率、流水線加速比、流水線效率

概念

流水線是指在程式執行 多條指令進行操作 的一種準並行處理實現技術,

各種部件同時處理是 針對不同指令而言的,

它們可同時為多條指令的不同部分進行工作,

以提高各個部件的利用率和指令的平均執行速度

例題

一條指令的執行過程分解為取指、分析、執行三步。

取指:t = 3△t, 分析:t = 2△t, 執行:t = 4△t。

若按序列方式執行,則10條指令全部執行完需要( 90 )△t;

若按流水線的方式執行,流水線週期為( 4 )△t,10條指令全部執行完需要(45)△t;

序列:乙個乙個的執行 (3 +2 + 4)* 10 = 90△t;

流水線週期:取指令最大耗時時間,為4△t;

理**式: 一條指令執行時間 + (全部指令數量 - 1)* 流水線週期(常用)

(3 + 2 + 4) + (10 - 1) * 4 = 45△t;

實踐公式 = 段數 * 流水線週期 + (指令數 - 1) * 流水線週期

段數 = 取指、分析、執行 三段

3 * 4 + (10 - 1) * 4 = 156△t;

吞吐率:單位時間內流水線所完成的任務數量或輸出的結果數量

流水線吞吐率:tp = 指令條數 / 流水線執行時間; tp = 10 / 45;

流水線最大吞吐率:tpmax = 1 / 流水線週期; tpmax = 1 / 4;

加速比:

不使用流水線的時間 / 使用流水線的時間 = 流水線加速比

((3 + 2 + 4) * 10) / 45 = 90 / 45 = 2

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