计算机体系结构 习题总结 第五章 5-11

105 阅读1分钟

image-20240121092209723

本题考察了几种多指令流出技术的概念。

标量流水处理机的时空图:

image-20240121092346021

执行完 12 条指令需要

T1=14Δt\text{T}_1=14\Delta t

超标量处理机在每个时钟周期流出的指令条数不固定,依代码的具体情况而定,不过有个上限。如果这个上限为 n ,就称这个处理器为 n - 流出,即 ILP=4\text{ILP} = 4

超标量处理机的时空图:

image-20240121093106333

超标量流水处理机中,每一个时钟周期同时启动 4 条指令。执行完 12 条指令需要 T25Δt\text{T}_2=5\Delta t ,相对于标量流水处理机的加速比为:

S2=14Δt5Δt=2.8S_2=\frac{14\Delta t}{5\Delta t}=2.8

超长指令字处理机中,每 4 条指令组成一条长指令,共形成 3 条长指令。其时空图为:

image-20240121100229880

执行完 12 条指令需 T35Δt\text{T}_3=5\Delta t ,相对于标量流水处理机的加速比为:

S3=14Δt5Δt=2.8S_3=\frac{14\Delta t}{5\Delta t}=2.8

超流水处理机中,每 1/4 个时钟周期启动一条指令。其时空图为:

image-20240121100456946

执行完 12 条指令需 T45.75Δt\text{T}_4=5.75\Delta t ,相对于标量流水处理机的加速比为:

S4=14Δt5.75Δt=2.435S_4=\frac{14\Delta t}{5.75\Delta t}=2.435