計算機基礎之流水線(七)

指令控制方式爲：順序方式、重疊方式和流水方式
###流水方式
流水方式是模仿工業生產過程的流水線而提出的一種指令控制方式。流水技術是把並行性或併發性到計算機系統裏的的一種形式，它把重複的順序處理過程分解爲若干子過程，每個子過程能在專用的獨立模塊上有效的地併發工作。

###練習
一條指令分爲取指、分析、執行，分別執行的時間爲：取指:2ns、分析2ns、執行1ns。
###流水線週期
取該指令最大的耗時時間，爲:2ns，那麼該流水線的週期爲:2ns
###100條指令全部執行需要的時間
理論公式

公式：一條指令執行的時間+(全部指令數量-1)*流水線週期

• 一條指令執行的時間爲:取值2ns+分析2ns+執行1ns=5ns
• 全部指令數量爲:100
• 流水線週期爲:2ns

全部執行的時間爲: 5+(100-1)*2=203ns

實踐公式：

(段數+指令數-1)*流水線週期

• 段數:取值、分析、執行 共3段
• 指令數爲:100
• 流水線週期爲:2

全部執行的時間爲：(3+100-1)*2=204ns

在考試中用大多數用的是理論公式，如果沒有理論公式的結果就用實踐公式

###流水線吞吐率

指令條數/流水線執行時間=流水線吞吐率

• 指令條數：100
• 執行時間:203

結果就是100/203
####流水線最大吞吐率
就是1/流水線的週期，就是該流水線最大的吞吐率

###流水線加速比
$不使用流水線的時間 \over 使用流水線的時間$

• 不適用流水線的執行時間：一個指令執行時間爲2ns+2ns+1ns=5，共100條指令：5*100=500
  -使用流水線的時間:203

500/203=流水線加速比