苏州科技学院计算机组成原理复习笔记 - 图文 联系客服

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5. 解释流水线中都有哪些主要问题,其中数据相关有哪几种,举一例说明。 写出流水线中的三类数据相关,并判断以下指令各存在哪种类型的数据相关。 P171-P172

解:要使用流水线具有良好的性能,必须使流水线畅通流动,不发生断流。但由于流水过程中会出现以下三种相关冲突,实现流水线的不断流是困难的,这三种相关是资源相关、数据相关和控制相关。

三类数据相关:写后读(RAW)相关;读后写(WAR)相关;写后写(WAW)相关。 指出存在那些数据相关。参考P172。

6. 用时空图法证明流水计算机比非流水计算机具有更高的吞吐率。

指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、写回寄存器堆(WB)4个过程段

P170 图5.31 b c

P170 图5.31

(1)若有30条指令连续输入此流水线,画出流水处理的时空图。

C的右侧加上

(2)假设时钟周期为50ns, 求流水线的实际吞吐率(单位时间里执行完毕的指令数)。13题

指令数目/指令执行时间 30/[(4+29)*50*10-9]= 1.82*107条/秒 (3)求流水线的加速比。

非流水线执行时间/流水线执行时间 30*4/[4+29]=3.63

P184