全ての命令が5ステージで完了するように設計された、パイプライン制御のCPUがある。 20命令を実行するには何サイクル必要となるか。 ここで、全ての命令は途中で停止することなく実行でき、パイプラインの各ステージは1サイクルで動作を完了するものとする。
| ア | 20 | イ | 21 | ウ | 24 | エ | 25 |
答え ウ
【解説】
パイプライン処理のときの、命令n 個の処理サイクル数F(n )は、1つの命令の処理に必要なサイクル数をaとすると、下の式になる。
F(n ) = n + a - 1
この式に、a = 5、n = 20を代入すると、F(20) = 24(ウ)になる。
現実には、
- すべての命令が同じサイクル数では完了しない。
- メモリアクセスが1サイクルでは完了しない。
- 分岐命令でパイプラインの次の命令を実行しない(パイプラインハザード)。
【キーワード】
・パイプライン処理
- パイプライン処理
CPUの実行速度を上げるためのCPU内の処理方法です。
CPUは1つ命令を F(命令呼出し)→D(解読)→A(アドレス計算)→R(オペランド呼出し)→E(実行)といった順で行っている。
そのため、1回の命令を行うのに5ステップ(サイクル)かかってしまう。
パイプラインとは実行ステップ(E)を、毎サイクルで行うために、図のように命令をずらしながら処理する方法である。
もっと、「パイプライン」について調べてみよう。
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