平成21年度秋期 応用情報技術者試験 午前 問9
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
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正解:イ
AI解説
パイプライン処理では、最初の命令がパイプラインの全D段を通過するのにD×Pの時間がかかり、残りのI-1個の命令は1ピッチずつずれて完了していくため追加でP秒×(I-1)かかる。合計時間は(D+I-1)×Pとなる。 ア: (I+D)×Pは、最初の命令の通過時間D段と残りI個の完了に必要な段数を単純に足しただけで、パイプラインが重なって処理される効果(-1)を考慮していない誤った式である。 イ: 正しい。パイプライン処理の総所要時間は、最初の命令がD段を通過する時間と、残りI-1個の命令が1ピッチずつ遅れて完了する時間を合わせた(I+D-1)×Pとなる。 ウ: (I×D)+Pは各命令をD段すべて逐次的に処理する(パイプライン化しない)場合に近い式であり、パイプラインによる段の重なりが反映されていない。 エ: (I×D-1)+Pは単位(P秒)の掛け方が式全体に及んでおらず、次元的にも時間の単位として整合しない誤った式である。 💡 パイプライン所要時間の公式「(命令数+段数-1)×1段あたりの時間」は頻出。具体的な数値(I=5,D=4等)を当てはめて検算する練習をしておくと本番でも安心だ。
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