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平成21年度秋季問題

問題4

パイプラインの深さをD、パイプラインピッチをP秒とすると、I個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式はどれか。ここで、パイプラインの各ステージは1ピッチで処理されるものとし、パイプラインハザードについては、考慮しなくてよい。

ア (I+D)×P
イ (I+D-1)×P
ウ (I×D)+P
エ (I×D-1)+P

パイプラインの深さをD、パイプラインピッチをP秒とすると、I個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式はどれか。ここで、パイプラインの各ステージは1ピッチで処理されるものとし、パイプラインハザードについては、考慮しなくてよい。

ア (I+D)×P
イ (I+D-1)×P
ウ (I×D)+P
エ (I×D-1)+P

解答：イ

＜解説＞

パイプラインは，1つの命令の実行サイクルを複数のステージに分割し，各段階の処理を別々の装置が担当することによって，各命令のステージを重ねて，並列実行することにより 1命令あたりの実行効率を上げる方式である。

  1. 1命令を処理するのに要する時間は、D×Pである。
  2. 2命令を処理するのに要する時間は、前の命令が完了してから1ステップで完了するので(D+1)×Pである。
  3. 3命令を処理するのに要する時間は、前の命令が完了してから1ステップで完了するので(D+2)×Pである。
  4. Ｉ命令を処理するのに要する時間は、{Ｄ＋(Ｉ－1)}×Pで終了する。
  5. {Ｄ＋(Ｉ－1)}×P→（イ）(I+D-1)×Pである。