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流水线的性能指标
吞吐率
吞吐率:指的是流水线单位时间里能流出的任务数或结果数。
最大吞吐率
连续无数条指令流入的情况,不考虑流水线建立时所用时间。从第一条指令执行结束到第二条指令执行结束所有的时间为Δt,
T
P
=
1
Δ
t
T_P=\frac {1}{Δt}
TP=Δt1又分为一下两种情况: ①各子过程经过的时间都是Δt2,满负荷后流水线每隔Δt2解释完一条指令。其最大吞吐率
T
P
m
a
x
=
1
Δ
t
2
T_{P_{max}}=\frac{1}{Δt2}
TPmax=Δt21 ![]() ![]()
T
P
=
n
T
k
T_P =\frac{n}{T_k}
TP=Tkn,n是任务完成数目,Tk是总共用时 不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间比即为加速比。 S p = 没 有 使 用 流 水 线 的 时 间 使 用 流 水 线 的 时 间 = T 串 行 T 并 行 S_p=\frac {没有使用流水线的时间}{使用流水线的时间}=\frac {T_{串行}}{T_{并行}} Sp=使用流水线的时间没有使用流水线的时间=T并行T串行 效率流水线的设备利用率被称为流水线的效率。 从时—空图上看,效率实际上就是n个任务占用的时空区面积和m个段总的时—空区面积之比。 例题【例5-2】设向量A和B各有4个元素,要在图5-24(a)所示的静态双功能流水线上计算向量点积
A
⋅
B
=
∑
i
=
1
4
a
i
×
b
i
A·B=\sum_{i=1}^4{a_i\times b_i}
A⋅B=∑i=14ai×bi 。其中,1→2→3→5组成加法流水线,1→4→5组成乘法流水线。又设每个流水线所经过的时间均为Δt,流水线输出可直接返回输入或暂存于相应缓冲寄存器中,其延迟时间和功能切换所需的时间都可忽略。现求出流水线从开始流入到结果流出这段时间的实际吞吐率Tp和效率η。 |
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