一条浮点加法流水线由对阶、尾数加和规格化三个流水段组成,每个流 水段的时间均为 T。流水线的输出端有直接数据通路与输入端相连,并 且设置有缓冲寄存器用以保存中间运算结果。若用这条流水线计算:S1 =A1+A2+A3+A4,S2=A5+A6+A7+A8, (1) 试给出一种运算速度最快的实现方法,并画出该流水线工作时空图、 计算流水线的工作时间; (2) 计算该流水线的吞吐率、加速比和效率。
时间: 2024-02-16 12:02:04 浏览: 123
(1) 运算速度最快的实现方法是将 S1 和 S2 的计算并行进行。具体地,将 A1、A2、A3、A4 分别对阶并进行尾数加和规格化后,输出到缓冲寄存器中,然后将 A5、A6、A7、A8 分别对阶并进行尾数加和规格化后,与缓冲寄存器中的数据相加,再输出结果。这样,每个流水段的时间均为 T,且每个流水段都可以并行进行,因此可以实现最快的运算速度。
下面是该流水线的工作时空图:
![流水线的工作时空图](https://img-blog.csdn.net/20180508095150785)
其中,每个方框代表一个流水段,箭头表示数据流的方向。在每个流水段的最后,都会输出结果到缓冲寄存器中。
根据工作时空图,可以计算出该流水线的工作时间为 4T。
(2) 计算该流水线的吞吐率、加速比和效率。
吞吐率表示单位时间内完成的任务数,因此该流水线的吞吐率为 2。
加速比表示使用流水线后,相对于未使用流水线时的加速倍数,即加速比=非流水线工作时间/流水线工作时间=1/4。
效率表示使用流水线后,实际有效工作时间占总工作时间的比例,即效率=流水线工作时间/(流水线工作时间+非流水线工作时间)=4/5。
因此,该流水线的吞吐率为 2,加速比为 1/4,效率为 4/5。