• 2022-07-02
    设浮点数向量A和B各有6个元素,要求在例6.10中的浮点运算双功能流水线上计算[tex=6.929x2.857]hOqU+saClq1QheOdzr4u/URyB5HhqMmSoJv+d8s6gziLQIjR8vnYw0lPlZE7DHpr[/tex]。试分别按静态流水线和动态流水线画出计算过程的时空图,并计算其实际吞吐率、加速比和效率。
  • 解:为了充分发挥流水线的效率,应将同类运算尽可能集中起来连续进行,因此,先连续执行[tex=16.571x1.286]PrYBL2XZ3o7OT6CKKHqUQi05KCfUua5jGobWwcYqRIpUE1SSp59HCI0V1w8kN4ueVIbLLQBz7t33pxgxJEXKCg==[/tex]和求其乘积。在静态流水线上完成该计算的时空图如下。[img=658x313]17d6ee658b2eba6.png[/img]从上图中可知完成全部计算任务共用时[tex=15.071x1.286]q/8jswa0wfRVlEVEfvA3AtSHOnUB9mQuKMTUF+qXIpZvLlnMDzAvOvU3kvlcwF2rK9mV3n/TBIPwZrYMFcFNYw==[/tex]乘法),所以流水线的实际吞吐率为[tex=5.357x2.0]+rVeshQhxDzwjuEVON2qcEZU0KmDNAuW9Knt9ZQ/t3YgIevKvC3bJXpZUueABIgF[/tex]如果以上[tex=2.0x1.286]I8d2RIeX9QdvtljvRtIRKw==[/tex]计算采用串行方式进行,共需用时[tex=11.286x1.286]dphJoAn59w4XouXStsoEQI3JrVyF+FebwhEWPpV4Y0Gs6DkqTIHwhgYnU8oVSaKnzEQKMYYPUyhlMgghfKkhJw==[/tex],所以流水线的加速比为[tex=7.5x2.429]aiY3O0IMY05eDuX4z1AghQcH4B7VixOhc/klL1aKKtq7LQUrNCj5W6YXXMdW+yL0TRdz58o6EIwiL+RSVcoPXw==[/tex]时空图中,有效格子总数为[tex=22.857x1.286]oxOhTnLPJrYNIoW8+g5p0L4nPsDeF9jpCXl/F7oRFJ+HkGMWtOKRnXWpwHM8u1sqA14nMVyagmFAzrM1NqoyOE+K9RlQHIfTP75gJ01t1oI=[/tex],所以流水线的效率为[tex=8.5x2.0]9KnIPPQFwt380jCQU/4/NSRttOjyupOL8MPy8/a4K75wUJ58N5RnES+BOtfcZ8jL[/tex]在动态流水线上完成该计算的时空图如下.[img=607x274]17d6ee9261c7e15.png[/img]从上图中可知完成全部计算任务共用时[tex=2.143x1.286]3x0lBBHEnjHymRU9VrgDL7R5Bx3oBo5KAMCUiGOMzSc=[/tex],所以流水线的实际吞吐率为[tex=5.0x2.357]wDJE5mqLW9V4ZDyPhRotXME43/BYnQKjG3CGbZtrcz6KocsUTA+Y3BzIys4LuDXi[/tex]加速比为[tex=7.5x2.429]O5ADZij5GbMs8qdnlqMN7MQ7ph5/qyvtWqahcWAm148BXZ1pTxLuOVCrHIMkoTTpCiRiKsWsBRYs0eAa47yqIA==[/tex]效率为[tex=8.071x2.357]aDtwS0vQ/AwdiW3x5g2yv/ASBV2KcNghUrRKW0teyQmbKER4Nc1P2TPFJyvoihoV[/tex]

    举一反三

    内容

    • 0

      浮点加法流水线划分为:求阶差、对阶、尾数相加、规格化4个流水级,其相应的每个流水线的操作时间是10μs、5μs、20μs、10μs,其最大吞吐率是 (7) ,若在理想情况下流水线连续执行n条浮点加法指令,其加速比是 (8) 。 (7)处填()。 A: 0.05×106/s B: 0.5×106/s C: 5×106/s D: 5×106/s

    • 1

      指令流水线有取指 ( [tex=1.071x1.0]Wvs8DIqYA3ZeIxCrbfhJqA==[/tex] ) 译码( [tex=1.143x1.0]yUkl2rYBg8ByOAyHXbBCww==[/tex] ) 、执行 ( [tex=1.5x1.0]OZk4a97rAd0/QlcJlGAacg==[/tex] ) 、访存( [tex=2.571x1.0]7Y6ihVcuxc6OfNu7/VOamA==[/tex] ) 、写回寄存器堆 ( [tex=1.786x1.0]rTdArawyWA0FRfcsSelr7Q==[/tex] ) 五个过程段,共有 12 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 [tex=2.5x1.0]lnwNW6r9MPkA4xOGx/C+h4xG130RqGh5jj/btZzWNV0=[/tex] 。(2)求流水线的实际吞吐率(单位时间里执行完毕的指令数)。(3)求流水处理器的加速比。

    • 2

      有一个五级浮点加法运算流水线分别完成求阶差、对阶、尾数运算、规格化、舍入处理五步操作,假设完成各步骤的操作时间均为100ns,则当该流水线连续执行20次浮点加法运算时,请计算下列指标:(1)该流水线加速比;(2)该流水线的吞吐率

    • 3

      下列对流水线功能描述不正确的是() A: 线性流水线是单功能流水线 B: 动态流水性是多功能流水线 C: 静态流水线是多功能流水线 D: 动态流水线是单功能流水线

    • 4

      指令流水线应用:指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)写回寄存器(WB)五个过程段,共有20条指令连续输入此流水线。要求:1画出流水处理的时空图,假设时钟周期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)。3求流水线的加速比