假定最复杂的一条指令所用的组合逻辑分成6块,依次为A~F,其延迟分别为80ps、30ps、60ps、50ps、70ps、10ps。在这些组合逻辑块之间插入必要的流水段寄存器就可实现相应的指令流水线,寄存器延迟为20ps。理想情况下,以下各种方式所得到的时钟周期、指令吞吐率和指令执行时间各是多少?应该在哪里插入流水线寄存器?插入三个流水段寄存器,得到一个四级流水线
第1题:
下面是关于Pentium 4微处理器中指令流水线的叙述,其中错误的是
A.有多条指令流水线
B.每条指令流水线有多级
C.每级流水线的执行时间需要多个时钟周期
D.采用指令流水线结构有利于提高微处理器的运算速度
第2题:
在下列不同结构的处理机上执行6x6的矩阵乘法C:A×B,计算所需要的最短时间。只计算乘法指令和加法指令的执行时间,不计算取操作数、数据传送和程序控制等指令的执行时间。加法部件和乘法部件的延迟时间都是3个时钟周期,另外,加法指令和乘法指令还要经过“取指令”和“指令译码”的时钟周期,每个时钟周期为20ns,C的初始值为“0”。各操作部件的输出端有直接数据通路连接到有关操作部件的输入端,在操作部件的输出端设置有足够容量的缓冲寄存器。如果处理机内只有一个通用操作部件,采用顺序方式执行指令,那么所需要的时间为(5)。如果单流水线标量处理机,有一条两个功能的静态流水线,流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期,加法操作和乘法操作各经过3个功能段,那么所需要的时间为(6)。
A.105.6ms
B.52.8ms
C.39.6ms
D.72.8ms
第3题:
●在下列不同结构的处理机上执行6×6的矩阵乘法C=A×B,计算所需要的最短时间。只计算乘法指令和加法指令的执行时间,不计算取操作数、数据传送和程序控制等指令的执行时间。加法部件和乘法部件的延迟时间都是3个时钟周期,另外,加法指令和乘法指令还要经过"取指令"和"指令译码"的时钟周期,每个时钟周期为20ns,C的初始值为"0"。各操作部件的输出端有直接数据通路连接到有关操作部件的输入端,在操作部件的输出端设置有足够容量的缓冲寄存器。如果处理机内只有一个通用操作部件,采用顺序方式执行指令,那么所需要的时间为 (5) 。如果单流水线标量处理机,有一条两个功能的静态流水线,流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期,加法操作和乘法操作各经过3个功能段,那么所需要的时间为 (6) 。
(5) A.105.6ms
B.52.8ms
C.39.6ms
D.72.8ms
(6) A.6480ns
B.3240ns
C.4020ns
D.8040ns
第4题:
第5题:
在指令流水线中,最大吞吐率是指
A.流水线上所完成指令的最大数量
B.流水线达到稳定状态后可获得的吞吐率
C.流水线上所完成指令或输出结果的数量
D.流水线工作中能达到的吞吐率
第6题:
此题为判断题(对,错)。
第7题:
现采用四级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算,以及送回运算结果四个基本操作,每步操作时间依次为60ns,100ns,50ns和70ns。该流水线的操作周期应为(27)ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于流水线上执行),则得到第一条指令结果需(28)ns,完成该段程序需(29)ns。
在流水线结构的计算机中,频繁执行(30)指令时会严重影响机器的效率。当有中断请求发生时,采用不精确断点法,则将(31)。
A.50
B.70
C.100
D.280
第8题:
现采用四级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果四个基本操作,每步操作时间依次为60ns,100ns,50ns和70ns。该流水线的操作周期应为(4)ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于流水线上执行),则得到第一条指令结果需(5)ns,完成该段程序需(6)ns。
(65)
A.50
B.70
C.100
D.280
第9题:
第10题:
指令流水线右取指(IF) 、译码(ID)、执行 (EX) 、访存(MEM)、写回寄存器堆(WB)五个过程段,共有20条指令连续输入此流水线。 (1)画出流水处理的时空图,假设时钟周期为100ns。 (2)求流水线的实际吞吐率(单位时间里执行完毕的指令数)。
略