指令流水线的计算

我们需要知道以下公式：

设指令的条数为 n，指令执行需要 m 个阶段，时钟周期为 t

不采用流水线执行的时间：T1 = n x m x t；

采用流水线执行的时间：T2 = m x t + (n - 1) x t；

加速比 S = T1 / T2（加速比一定大于 1 ）

吞吐率 FP = n / T2 条/秒(注意将时间换算成秒)

效率 η = 小正方形的面积 / 大矩形的面积

我们来看一道题：

指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写回寄存器(WB)五个阶段，共有 20 条指令连续输入此流水线。

（1）画出流水处理的时空图，假设时钟周期为 100 ns

（2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）

（3）求流水线的加速比

（4）求流水线的效率

以下是分析解题过程：