题干本题共包含 3 个小题

假定某计算机工程师想设计一个新CPU,一个典型程序的核心模块有一百万条指令,每条指令执行时间为100ps。

简答题1

在非流水线处理器上执行该程序需要花多长时间?

正确答案

非流水线处理器上执行该程序的时间为:100ps×106=100μs.

答案解析

简答题2

若新CPU是一个20级流水线处理器,执行上述同样的程序,理想情况下,它比非流水线处理器快多少?

正确答案

若在一个20级流水线的处理器上执行,理想情况下,每个时钟周期为:100/20=5ps,所以,程序执行时间约为5×106=5μs. 快100/5=20倍。

答案解析

简答题3

实际流水线并不是理想的,流水段间数据传送会有额外开销。这些开销是否会影响指令执行时间(Instruction latency)和指令吞吐率(Instruction throughput)?

正确答案

流水线段之间数据的传递产生的额外开销,使得一条指令的执行时间被延长,即影响Instruction latency;同时也拉长了每个流水段的执行时间,即影响Instruction throughput。

答案解析

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