2. 计算机
  3. 现有四级指令流水线，分别完成取指、分析、运算、传送结果4步操作。若完成上述操作的时间依次为6ns、8ns、12ns、10ns，则流水线的操作周期应设计为( )ns。

现有四级指令流水线，分别完成取指、分析、运算、传送结果4步操作。若完成上述操作的时间依次为6ns、8ns、12ns、10ns，则流水线的操作周期应设计为( )ns。

admin2017-08-31  21
问题 现有四级指令流水线，分别完成取指、分析、运算、传送结果4步操作。若完成上述操作的时间依次为6ns、8ns、12ns、10ns，则流水线的操作周期应设计为(    )ns。
选项 A、6
B、8
C、10
D、12
答案D
解析 本题考查计算机组成与体系结构的流水线问题。
流水线技术其实是通过并行硬件来提高系统性能的常用方法，其基本思想在冯.诺依曼第一台存储程序计算机中已经提出。流水线技术的基本原理实际上是一种任务分解的技术。把一件任务分解成若干顺序执行的子任务，不同的子任务由不同的执行机构负责执行，而这些机构可以同时并行的工作。在任一时刻，任一任务只占用其中一个执行机构，这样就可以实现多个任务的重叠执行，以提高工作效率。流水线技术包括指令流水线和运算操作流水线。需要注意的是，对流水线技术而言，其对性能的提高程度取决于其执行顺序中最慢的一步。
    在实际情况中，流水线各个阶段可能会相互影响，阻塞流水线，使其性能下降。影响流水线性能的主要因素有两个：执行转移指令和共享资源冲突。在实际处理中，为了使流水线能维持最大的吞吐率，同时确保流水线各段不会产生冲突，就需要对流水线进行很好的控制。一般采用预留表来预测冲突。预留表是从流水线设计直接推导出来的，表中列出的是流水线上各个部件操作的时间信息，每一行代表流水线中的一段，而每一列则代表一个时间步。
    由流水线技术的基本特征可知，其平均时间取决于流水线最慢的操作，所以该流水线的操作周期为12ns。
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