指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写回寄存器堆(WB)五个过程段,共有20条指令连续输入此流水线。 a. 画出流水处理的时空图,假设时钟周期为100ns。 b. 求流水线的时间吞吐率(单位时间里执行完毕的指令数)。 c. 求流水线的加速比。
时间: 2024-01-30 17:03:00 浏览: 46
a. 时空图如下:
```
时钟周期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
IF 指令1 指令2 指令3 指令4 指令5 指令6 指令7 指令8 指令9 指令10
ID 指令1 指令2 指令3 指令4 指令5 指令6 指令7 指令8 指令9
EX 指令1 指令2 指令3 指令4 指令5 指令6 指令7 指令8
MEM 指令1 指令2 指令3 指令4 指令5 指令6 指令7
WB 指令1 指令2 指令3 指令4 指令5 指令6
```
b. 每个指令需要经过5个阶段才能完成,时钟周期为100ns,所以每条指令需要500ns才能完成。流水线中有20条指令,所以总共需要的时间为20 * 500ns = 10000ns。因此,流水线的时间吞吐率为1 / (10000ns / 20)= 2,000,000指令/秒。
c. 假设没有流水线时,每条指令需要的时间为1000ns。那么,完成20条指令需要的时间为20 * 1000ns = 20000ns。流水线完成这20条指令需要的时间为10000ns。因此,流水线的加速比为20000ns / 10000ns = 2。流水线可以将执行同样数量的指令的时间缩短到原来的一半。