2021年 春期 システムアーキテクト 午前II 問21

パイプラインの深さをD 、パイプラインのピッチをP 秒とすると、I 個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式はどれか。
ここで、パイプラインは1本だけとし、全ての命令は処理にD ステージ分の時間がかかり、各ステージは1ピッチで処理されるものとする。
また、パイプラインハザードについては、考慮しなくてよい。

 ア  (I +D P  イ  (I +D -1)×P
 ウ  (I ×D )+P  エ  (I ×D -1)+P


答え イ


解説
1命令を処理するのに要する時間は、D ×P である。
2命令を処理するのに要する時間は、パイプラインなので2つ目の命令の1ステージ分が増えるので(1+D P である。
同様に3命令を処理するのに要する時間は、(2+D P である。
したがって、I 命令を処理するのに要する時間は、
 (I +D -1)×P
(イ)である。


キーワード
・パイプライン

キーワードの解説
  • パイプライン
    CPUが命令を実行するためには命令読み込み(F)、命令解読(D)、アドレス計算(A)、オペランド呼出し(R)、実行(E)と複数ステージの動作を行う必要があり、これをCPUの動作クロックに合わせて行うと1命令処理するのに時間がかかる。
    そのため、CPUの動作ステージを1つずつずらして複数の命令を処理できるようにして、処理速度を向上させるものがパイプラインです。
    パイプライン
    ここで、1命令を処理するのに必要なステージ数が深さで、1ステージを処理する時間がピッチです。

もっと、「パイプライン」について調べてみよう。

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