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单选题

指令流水线将一条指令划分为取指、分析和执行三个阶段,已知完成全部100条指令需要的时间是303ns,请问这三个阶段的时间可能是什么?同时,计算该流水线的最大吞吐量是多少?

A
t(取指)=2ns、t(分析)=2ns、t(执行)=1ns
B
t(取指)=1ns、t(分析)=2ns、t(执行)=1ns
C
t(取指)=3ns、t(分析)=3ns、t(执行)=1ns
D
t(取指)=1ns、t(分析)=2ns、t(执行)=3ns
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答案:

D

解析:

根据题目描述,指令流水线把一条指令分为取指、分析和执行三个部分,已知全部执行完毕需要的时间是303ns,假设三部分的时间分别是t(取指)、t(分析)、t(执行)。

对于选项D,t(取指)=1ns、t(分析)=2ns、t(执行)=3ns,则三部分中最大时间t(max)=3ns。根据流水线的计算公式,假设n条指令(这里是100条),流水线时间T=t(max)*(n-1)+[t(取指)+t(分析)+t(执行)]。将已知数值代入公式计算,可以得到与题目中给定的303ns相符的结果,因此选项D是正确的。

关于流水线的最大吞吐量,它是当指令可以连续不断地流经流水线时的指令执行速率。由于流水线中任何一段的最大时间限制了流水线的速度,最大吞吐量等于1除以三部分时间中的最大值,即1/t(max)。因此,该流水线的最大吞吐量是1/3条指令每纳秒。

创作类型:
原创

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