01计算机组成原理-流水线

流水线含义:如果一条指令分为取指,分析,执行非流水线执行方式如下:


image.png

那条指令执行时间:n*3
使用流水线执行:


image.png

前一条执行的取指执行完毕,立刻进行后一条指令的取指执行时间快。

流水线执行周期

假设一条指令取指2ns,分析2ns,执行1ns。流水线周期定义是在这条指令执行过程中,最耗时的一条断就是流水线周期。也就是2ns。

100条这样的指令才流水线执行需要多少时间?

以第一条指令执行完毕后,后面的指令紧跟执行那么后面执行的时间是一个指令周期2ns,再加上前面第一条指令的执行时间2ns+2ns+1ns所以总的执行时间为:5ns+99*2ns。这就好比在工业流水线上组装汽车一样,前面的5ns表示启动机器,各个流水线人员准备时间,一旦第一辆汽车组装好,后面的汽车就可以直接走流水线周期时间了。公式:第一条指令执行整个时长+(流水线周期*(n条指令-1))

第一条指令执行时长

理论值:取指+分析+执行=2ns+2ns+1ns

实际值:执行1ns时长不规整,直接给2ns。所以实际值为3*2ns

一般都是采用理论值,如果选择题没有理论值则取实际值

流水线吞吐率

吞吐率=指令条数/执行时间

比如:上面的题100条指令,耗时203ns那么吞吐率为:

吞吐率=100/203ns
理想值:1/2ns 也就是:1/流水线周期

忽略第一条指令建立的准备工作耗时

流水线加速比

s=不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间

上面的那个例子中使用流水线执行时长为5+992=203。不实用流水线执行时间5100=500。则:s=500/203

流水线的效率

下面的指令分为4个子指令,分别为s1,s2,s3,s4分别耗时t,t,t,3*t如下:


image.png

流水线效率=n个任务使用的时间分片/总共开启的时间分片
比如上面这个例子:
任务执行时间:(t+t+t+3t)4
总共开启的时间:15t
4

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,271评论 5 466
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,725评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,252评论 0 328
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,634评论 1 270
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,549评论 5 359
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 47,985评论 1 275
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,471评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,128评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,257评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,233评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,235评论 1 328
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,940评论 3 316
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,528评论 3 302
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,623评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,858评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,245评论 2 344
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,790评论 2 339

推荐阅读更多精彩内容