1.3 パイプライン
異なるメカニズムによって実行されるサブタスクの実行順序、異なるサブタスクの数にタスクをパイプライン運ぶための責任、およびこれらの機構は、並列に動作してもよいです。任意の時点で、いずれかのタスクは、単に1つのアクチュエータをとり、 これはオーバーラップ効率を向上させるために、複数のタスクを実行達成することができます。
1.1.1 パイプラインサイクル
ラインアプリケーションプロセス、作業を分けている対処する必要があります Nのときの消費、その期間の最も時間のかかる、ステージのパイプライン化サイクルの間。以下のような:実行パイプライン技術 100点の指示、各命令フェッチ が2ms 、分析 4msの、実行ライン を1ms 、パイプラインサイクルがある 4msのを。
1.1.2 計算パイプラインの実行時間を
上記のシナリオの続き、 1 タスクの実行中は、に分けることができ 、N個の段、各段は、完了時間が想定されている T 、タスクを完了するのに必要な時間である のNtを。従来の方法の点で、完了するために k個のタスクのために必要な時間はあるKNT 、パイプライン実行と使用、及び費やされた時間である (1-K)+のNtをT 。それは最初を除き、ある 1つの必要とするタスクフルタイムで、他の多くの時間を節約ダウン、パラレルです。そのため、実行時間のパイプラインが人気表現されるように:
パイプライン実行時間= 最初の 命令実行時間+ ( N - 1 )* パイプラインサイクル注:N- タスク処理ニーズの数を表します。
試験だけでなく、パイプラインの詳細に特別な注意を払う必要があり、実行時間が計算され、実際には、さらに分割することができます
二つの異なる例理論と実践が処理されます。以下の実施例は例示するために与えられています。
例:コンピュータ・システムは、命令が経験フェッチが必要(2 MS )分析(4 MSに)、実行する(図1 のMS )三の段階で、実行される 100個の長パイプライン処理により命令を?
理論的には、命令実行時間:2msの4msの+ = 7MS + 1msの。従って:理論パイプラインの実行時間= 2msの4MS + 1msの+ +(100-1)* 4 =の403ms 。
実際には、実行する実際のパイプライン処理は、処理の複雑さを考えると、指令の実装の各段階は、あろう、すべての統一されたパイプライン・サイクルの間、すなわち 1 命令実行時間:4msのが4msの+ + = 12msのを4MS 。 従って:実際の流量喫水線実行時間= + 4MSの4MSの4MS + +(100-1)* 4 =の408ms 。
ギリシャのレースの教育の専門家のヒント:試験 80%の理論的確率式の以上、それは理論の試験に必要ですので、正しいオプションの計算結果は、実用的な式と考えられていなかった場合、式。
1.1.3 パイプラインのスループット
パイプラインのスループットは、(プットレートのものの、TP )時間完了したかの単位あたりのパイプライン内のタスクの数を指し、結果出力の数。いくつかの文献はまた、平均スループット、実際のスループットと呼ばれます。算出した基本的なパイプラインのスループット次の式を使用して:
1.1.4 パイプラインのスピードアップ
パイプラインにおいて、同時に、時間であるが重複して実行される複数のタスクは、タスクを完了とするため、類似している別のタスク実行(さえセグメンテーションのため、いくつかのより多くの可能とする)、しかし全体完全に任意の複数のトラフィックのために必要な時間が大幅に短縮されます。
また、パイプラインの比率で使用される時間でタイムラインで使用されていない完了したタスクの数は、パイプラインと呼ばれる加速度比(S peedu P R&LT A T I O )。パイプラインを使用しない場合、すなわち、使用されるシーケンスの実行時間はT 0 、パイプライン用いて実行時間線がある Tkを次のように、基本的な式の高速化ラインが計算されます。
パイプラインの各パイプラインステージの実行時間が等しい場合(にD T )、次いでk個の-stageパイプラインが完成するN も番目の連続時間を要するタスクの(N-K + 1)DTは。パイプラインを使用しない場合、すなわち、実行の順序は、 n個のタスク、必要な時間の間である nkDt 。このように、各パイプラインステージの実行時間に等しい K 完了-stageパイプラインのn 個の連続タスクをリアルタイムで相互高速化: