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假设指令流水线分取指(IF) 译码(ID) 执行(EX) 回写(WR)四个过程段 共有10条
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假设指令流水线分取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、回写(WR)四个过程段，共有10条指令连续输入此流水线。 (1)画出指令周期流程。 (2)画出非流水线时空图。 (3)画出流水线时空图。 (4)假设时钟周期为100 ns，求流水线的实际吞吐量(单位时间执行完毕的指令数)。 (5)求该流水处理器的加速比。
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参考答案
正确答案：×
(1)根据指令周期包括IF、ID、EX、WR四个子过程,图8．21(a)为指令周期流程图。(2)非流水线时空图如图8．21(b)所示。假设一个时间单位为一个时钟周期,则每隔4个时钟周期才有一个输出结果。(3)流水线时空图如图8．21(c)所示。由图可见,第一条指令出结果需要4个时钟周期。当流水线满载时,以后每一个时钟周期可以出一个结果,即执行完一条指令。(4)由图8．21(c)所示的10条指令进入流水线的时空图可见,在13个时钟周期结束时,CPU执行完10条指令,故实际吞吐率为：10／(100ns×13)≈0．77×107条指令／秒(5)在流水处理器中,当任务饱满时,指令不断输入流水线,不论是几级流水线,每隔一个时钟周期都输出一个结果。对于本题四级流水线而言,处理10条指令所需的时钟周期数为T4=4+(10-1)=13。而非流水线处理10条指令需4×10=40个时钟周期。故该流水处理器的加速比为40÷13≈3．08
