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問答題假定最復(fù)雜的一條指令所用的組合邏輯分成6塊，依次為A~F，其延遲分別為80ps、30ps、60ps、50ps、70ps、10ps。在這些組合邏輯塊之間插入必要的流水段寄存器就可實現(xiàn)相應(yīng)的指令流水線，寄存器延遲為20ps。理想情況下，以下各種方式所得到的時鐘周期、指令吞吐率和指令執(zhí)行時間各是多少？應(yīng)該在哪里插入流水線寄存器？插入兩個流水段寄存器，得到一個三級流水線

參考答案： 兩個流水段寄存器分別插在B和C、D和E之間，這樣第一個流水段的組合邏輯延時為80+30=110ps，中間第二段的時延為6...

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1.問答題假定最復(fù)雜的一條指令所用的組合邏輯分成6塊，依次為A~F，其延遲分別為80ps、30ps、60ps、50ps、70ps、10ps。在這些組合邏輯塊之間插入必要的流水段寄存器就可實現(xiàn)相應(yīng)的指令流水線，寄存器延遲為20ps。理想情況下，以下各種方式所得到的時鐘周期、指令吞吐率和指令執(zhí)行時間各是多少？應(yīng)該在哪里插入流水線寄存器？插入一個流水段寄存器，得到一個兩級流水線

參考答案：兩級流水線的平衡點在C和D之間，其前面一個流水段的組合邏輯延時為80+30+60=170ps，后面一個流水段的組合邏輯延...

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2.問答題假定某計算機工程師想設(shè)計一個新CPU，一個典型程序的核心模塊有一百萬條指令，每條指令執(zhí)行時間為100ps。實際流水線并不是理想的，流水段間數(shù)據(jù)傳送會有額外開銷。這些開銷是否會影響指令執(zhí)行時間（Instruction latency）和指令吞吐率（Instruction throughput）？

參考答案：流水線段之間數(shù)據(jù)的傳遞產(chǎn)生的額外開銷，使得一條指令的執(zhí)行時間被延長，即影響Instruction latency；同時也...

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3.問答題假定某計算機工程師想設(shè)計一個新CPU，一個典型程序的核心模塊有一百萬條指令，每條指令執(zhí)行時間為100ps。若新CPU是一個20級流水線處理器，執(zhí)行上述同樣的程序，理想情況下，它比非流水線處理器快多少？

參考答案：若在一個20級流水線的處理器上執(zhí)行，理想情況下，每個時鐘周期為：100/20=5ps，所以，程序執(zhí)行時間約為5×10

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4.問答題假定某計算機工程師想設(shè)計一個新CPU，一個典型程序的核心模塊有一百萬條指令，每條指令執(zhí)行時間為100ps。在非流水線處理器上執(zhí)行該程序需要花多長時間？

參考答案：非流水線處理器上執(zhí)行該程序的時間為：100ps×10⁶=100µs.

5.問答題假定有一條MIPS偽指令“Bcmp $t1，$t2，$t3”，其功能是實現(xiàn)對兩個主存塊數(shù)據(jù)的比較，$t1和$t2中分別存放兩個主存塊的首地址，$t3中存放數(shù)據(jù)塊的長度，每個數(shù)據(jù)占四個字節(jié)，若所有數(shù)據(jù)都相等，則將0置入$t1；否則，將第一次出現(xiàn)不相等時的地址分別置入$t1和$t2并結(jié)束比較。若$t4和$t5是兩個空閑寄存器，請給出實現(xiàn)該偽指令的指令序列，并說明在類似于P.185圖6.32的多周期數(shù)據(jù)通路中執(zhí)行該偽指令時要用多少時鐘周期。

參考答案：