平成23年度特別 応用情報技術者試験 午前 問10
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
パイプラインの深さD(段数)、ピッチP(1段の処理時間)のとき、最初の命令がパイプラインを通過するのにD×Pかかり、以降の命令は1ピッチずつずれて完了するため、I個の命令全体の処理時間は(D+I-1)×Pとなる。 ア: (I+D)×Pは、最初の命令の通過時間D×Pに加えて残りI個分の処理時間を重複なく単純に足し合わせた場合の式であり、パイプラインの重なりを正しく反映していないため誤り。 イ: (I+D-1)×Pの説明。最初の命令の通過(Dピッチ)の後、残り(I-1)個の命令が1ピッチずつずれて完了するため、合計(D+I-1)ピッチ=(I+D-1)×Pとなり正解。 ウ: (I×D)+Pは各命令をD段全て個別に処理するかのような式で、パイプラインによる並行処理の効果を反映しておらず誤り。 エ: (I×D-1)+Pも同様に、パイプラインの重なりの効果を正しく表していないため誤り。 💡 パイプライン処理時間の公式「(命令数+段数-1)×ピッチ」は頻出。最初の1命令だけがフルに全段(D段)を要し、以降は1ピッチずつ完了がずれていくイメージで導出できるようにしておく。
出典：平成23年度 特別 応用情報技術者試験 午前 問10 ／ 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）
※Web掲載用に表記を一部変更しています。著作権はIPAに帰属します。
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