33流水线的性能指标 ■各级执行时间相等的流水线 空间 条k级的流水线执行n条指令的时空图 123 n-1n 123………|n-1n 23 n-1 n n n k·Δt (n-1)△t 时间 n·△t 1)△t 所需的总时间为:Tk=(k+n-1Ar
3.3 流水线的性能指标 ◼各级执行时间相等的流水线 一条k级的流水线执行n条指令的时空图: T k n t k = ( + -1)D 1 2 3 … … … n-1 n 1 2 3 … … … n-1 n 1 2 3 … … … n-1 n 1 2 3 … … … n-1 n k ·Δt (n-1)Δt n ·Δt (k-1)·Δt Tk 时间 空间 S1 S2 S3 S4 所需的总时间为：
33流水线的性能指标 所以,吞吐率为: n TP= (k+n-1)4 当n→∞时,(k-1)可以忽略不计,得到的 最大吞吐率为 TP =lim max (k+n-1)△
3.3 流水线的性能指标 当n→∞时，（k – 1）可以忽略不计，得到的 最大吞吐率为: k n t t n TP n D = + - D = → 1 ( 1) max lim 所以，吞吐率为: k n t n TP + - D = ( 1)
33流水线的性能指标 ■各级执行时间不等的流水线 空间 2 3 n (n-1)△t2 间 T 执行时间不等的流水线时空图
3.3 流水线的性能指标 ◼ 各级执行时间不等的流水线 执行时间不等的流水线时空图 1 2 3 … n 1 2 3 … n 1 2 3 … n 1 2 3 … n (n-1)Δt2 Tk 时间 空间 S4 S3 S2 S1 D = k i i t 1
33流水线的性能指标 吞吐率的一般表示式为: n TP △t;+( n-1)max(At,At 同样方法可以得到当n→∞时的最大吞吐率为: TP n max(4t1,4t2,…,4t)
3.3 流水线的性能指标 吞吐率的一般表示式为: 同样方法可以得到当n→∞时的最大吞吐率为： = D + - D D D = k i i k t n t t t n TP 1 1 2 ( 1)max ( , ,…, ) max ( , , , ) 1 1 2 max k t t t TP D D D = …
33流水线的性能指标 ■如果流水线中各级的执行时间不相等, 其中时间最长者就成了流水线中的 “瓶颈”。瓶颈问题对流水线的吞吐 率影响是明显的,所以消除“瓶颈” 是设计流水线的一个重要原则。 ■“瓶颈”问题的消除 采用的方法主要有两种: 1)分割瓶颈部件的工作 2)重复设置瓶颈部件
3.3 流水线的性能指标 ◼ 如果流水线中各级的执行时间不相等， 其中时间最长者就成了流水线中的 “瓶颈”。瓶颈问题对流水线的吞吐 率影响是明显的，所以消除“瓶颈” 是设计流水线的一个重要原则。 ◼ “瓶颈”问题的消除 采用的方法主要有两种： 1）分割瓶颈部件的工作 2）重复设置瓶颈部件