--->S1--->S2--->S3--->S4---> 其中,段S1和S3的执行时间均为200ns,段S2和S4的执行时间均为100ns。 若瓶颈段S1可使用细分方法改造,瓶颈段S3可使用并联方法改造,对改造后的流水线,分别使用公式和时空图求连续流入4条指令的实际吞吐率和效率
时间: 2024-06-09 12:09:02 浏览: 198
1. 细分方法改造瓶颈段S1
细分方法可以将瓶颈段S1分成两个阶段,每个阶段执行时间为100ns。改造后的流水线为:
指令1:S1a -> S2 -> S3 -> S4 -> 完成,耗时:100 + 100 + 200 + 100 = 500ns
指令2:S1b -> S2 -> S3 -> S4 -> 完成,耗时:100 + 100 + 200 + 100 = 500ns
指令3:S1a -> S2 -> S3 -> S4 -> 完成,耗时:100 + 100 + 200 + 100 = 500ns
指令4:S1b -> S2 -> S3 -> S4 -> 完成,耗时:100 + 100 + 200 + 100 = 500ns
实际吞吐率 = 完成的指令数 / 流水线周期 = 4 / 500ns = 8MHz
效率 = 实际吞吐率 / 流水线段数 = 8MHz / 4 = 2MHz/段
2. 并联方法改造瓶颈段S3
并联方法可以将瓶颈段S3分成两个并行阶段,每个阶段执行时间为200ns。改造后的流水线为:
指令1:S1 -> S2 -> S3a + S3b -> S4 -> 完成,耗时:200 + 100 + 200 + 100 = 600ns
指令2:S1 -> S2 -> S3a + S3b -> S4 -> 完成,耗时:200 + 100 + 200 + 100 = 600ns
指令3:S1 -> S2 -> S3a + S3b -> S4 -> 完成,耗时:200 + 100 + 200 + 100 = 600ns
指令4:S1 -> S2 -> S3a + S3b -> S4 -> 完成,耗时:200 + 100 + 200 + 100 = 600ns
实际吞吐率 = 完成的指令数 / 流水线周期 = 4 / 600ns = 6.67MHz
效率 = 实际吞吐率 / 流水线段数 = 6.67MHz / 4 = 1.67MHz/段
通过比较两种改造方法的实际吞吐率和效率,可以看出使用细分方法改造瓶颈段S1后,流水线的性能更好。
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