プロセッサ (全52問中42問目)

No.42

すべての命令が5サイクルで完了するように設計された,パイプライン制御のコンピュータがある。20命令を実行するのには何サイクル必要となるか。ここで,すべての命令は途中で停止することなく実行できるものとする。
  • [この問題の出題歴]
  • 応用情報技術者 H28秋期 問8
  • 基本情報技術者 H17秋期 問17
  • ソフトウェア開発技術者 H16春期 問19

分類

テクノロジ系 » コンピュータ構成要素 » プロセッサ

正解

解説

パイプライン制御は、CPU処理を高速化させるため、1命令を、命令読出し(フェッチ)、解読(デコード)、アドレス計算、オペランド呼出し、実行 というような複数のステージに分け、各ステージを少しずつずらしながら独立した処理機構で並列に実行することで、処理時間全体を短縮させる技法です。

次の図のように5サイクルはそれぞれ並行して実行されるため、20命令を実行するには24サイクルが必要になります。
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またパイプラインの処理時間を求める公式「(I+D−1)×P」を用いても計算することができます。
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命令数(I)が20、深さ(D)が5、ピッチは1サイクルなので、

 (20+5−1)×1=24(サイクル)
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