3.3流水线的性能指标 消除“瓶颈”影响的两种方法示意图: S S2(3△t) △it2=3△t 2-1 S 2-2 △ △t 2-1 (b) 2 △t 3△t t 两种方式在效果上是可以等效的,在输入n条指令的情况 下,实际吞吐率都为: TP-(6+n-1)Mt(n+5)4
3.3 流水线的性能指标 消除“瓶颈”影响的两种方法示意图： S2-1 S2-2 S2-3 S2(3Δt) Δt Δt (a) (b) S2-3 S2-1 S2-2 Δt2=3Δt 3Δt S1 S2 S3 S4 Δt Δt Δt 两种方式在效果上是可以等效的，在输入n条指令的情况 下，实际吞吐率都为： n t n n t n TP + D = + - D = (6 1) ( 5)
33流水线的性能指标 两种方式在效果上是可以等效的,在输入n条指令的情况 下,实际吞吐率都为: n n TP= (6+n-1)4t(n+5)4t 不消除“瓶颈”时的吞吐率: n TP= ∑At1+n-1)max(At1,4t2,…,4t) 64t+(n-1)34t(3n+3)△t
3.3 流水线的性能指标 不消除“瓶颈”时的吞吐率： 两种方式在效果上是可以等效的，在输入n条指令的情况 下，实际吞吐率都为： n t n n t n TP + D = + - D = (6 1) ( 5) = D + - D D D = k i i k t n t t t n TP 1 1 2 ( 1)max ( , ,…, ) = 6 Dt + n - 3D t n ( 1) = 3n + 3 D t n ( )
33流水线的性能指标 二加速比 ■处理同一批任务,不用流水线与采用流 水线时所花费的时间之比,称为流水线 的加速比。 如果不用流水线所用的时间为T,用了 流水线所用时间为T,那么加速比就是: S=TMT k
3.3 流水线的性能指标 二.加速比 ◼ 处理同一批任务，不用流水线与采用流 水线时所花费的时间之比，称为流水线 的加速比。 ◼ 如果不用流水线所用的时间为T0，用了 流水线所用时间为Tk，那么加速比就是： S = T0 /Tk
33流水线的性能指标 ■不用流水线时,每条指令执行时必须在时间上 顺序地完成各处理步骤,那么n条指令所需时 间就为T0=nkl而一个采用流水线的处理 机所需时间为Tk=(k+n-1Mte ■所以加速比就为 nk⊥t k (k+n-14t k+n-1 同样办法可以得到最大加速比 k lim =k n→ak+n-l
3.3 流水线的性能指标 ◼ 不用流水线时，每条指令执行时必须在时间上 顺序地完成各处理步骤，那么n条指令所需时 间就为T0 = n·kΔt。而一个采用流水线的处理 机所需时间为Tk = ( k + n – 1 )Δt。 ◼ 所以加速比就为 ( 1) 1 0 + - • = + - D • D = = k n k n k n t n k t T T S k •同样办法可以得到最大加速比 k k n k n S n = + - • = → 1 max lim
33流水线的性能指标 ■如果考虑各级执行时间不等的情况时,一条指 令的执行时间是各级运行时间之和。在没有流 水线时,n条指令应是一条指令的n倍。于是, 可得到加速比为 k n,∑At i=l z4t+(n-1) At4 A
3.3 流水线的性能指标 ◼ 如果考虑各级执行时间不等的情况时，一条指 令的执行时间是各级运行时间之和。在没有流 水线时，n条指令应是一条指令的n倍。于是， 可得到加速比为 = = D + - D D D • D = k i i k k i i t n t t t n t S 1 1 2 1 ( 1 ) max ( , , … , )