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中等
单选题
2016年11月第4题
#计算机组成原理
#流水线
#第二版教材
#凯恩建议必须掌握

某指令流水线由5段组成,各段所需要的时间如下图所示。连续输入100条指令时的吞吐率为(__)。

问题(1)
正确答案C
凯恩解析

本题考察的是流水线性能指标——吞吐率(Throughput) 的计算方法。
特别是在理想流水线条件下,连续输入N条指令所需的总时间。
确定流水线周期: 流水线周期(每一级执行一次所需的统一时钟周期)等于耗时最长的阶段时间。
T=max(Δt,3Δt,Δt,2Δt,Δt)=3ΔtT = \max(\Delta t, 3\Delta t, \Delta t, 2\Delta t, \Delta t) = 3\Delta t
第一条指令需要依次通过5段,花费的总时间为:Tinit=Δt+3Δt+Δt+2Δt+Δt=8ΔtT_{\text{init}} = \Delta t + 3\Delta t + \Delta t + 2\Delta t + \Delta t = 8\Delta t
后续99条指令,每条间隔一个节拍时间 T=3ΔtT = 3\Delta t 输出:
Trest=99×3Δt=297ΔtT_{\text{rest}} = 99 \times 3\Delta t = 297\Delta t
所以总时间为:Ttotal=8Δt+297Δt=305ΔtT_{\text{total}} = 8\Delta t + 297\Delta t = 305\Delta t
吞吐率是单位时间内完成的指令数:吞吐率=100305Δt\text{吞吐率} = \frac{100}{305\Delta t}

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