通过流水线加速

Speed up with pipelining

考虑一个非流水线处理器，其时钟速率为 2.5 GHz，每条指令的平均周期为 4。同一处理器升级为五级流水线处理器；但由于内部流水线延迟，时钟速度降至 2 GHz。假设管道中没有停顿。在此流水线处理器中实现的加速 is_______________.

My Solution

加速=旧执行time/New执行时间

旧执行时间 = CPI/2.5 = 4/2.5 = 1.6 ns

使用流水线，每条指令需要旧的执行时间 * 旧的 frequency/new 频率（没有流水线）= 1.6 * 2.5 / 2 = 2 ns

有 5 个阶段，当没有流水线停顿时，这最多可以提高 5 的速度（当所有阶段都采用相同的周期数时会发生这种情况）。所以，平均执行时间 = 2 / 5 = 0.4 ns

因此，与非流水线版本相比加速 = 1.6 / 0.4 = 4

这个解决方案是否正确？答案为 3.2

从你给的link中，我发现5个周期可以完成的指令数是4条。

因此流水线处理器的平均执行时间 = 2/4 =0.5 ns。

所以加速是 1.6/0.5 = 3.2 :)