计算机体系结构课后习题原版答案_张晨曦著(9)

解：首先，应选择适合于流水线工作的算法。对于本题，应先计算A1＋B1、A2＋B2、A3＋B3和A4＋B4；再计算(A1＋B1) ×(A2＋B2)和(A3＋B3) ×(A4＋B4)；然后求总的结果。

其次，画出完成该计算的时空图，如图所示，图中阴影部分表示该段在工作。

段

输 入

A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4

A×B A C

B D

C×D

时间

由图可见，它在18个△t时间中，给出了7个结果。所以吞吐率为：

7

TP

18 t

如果不用流水线，由于一次求积需3△t，一次求和需5△t，则产生上述7个结果共需（4×5+3×3）△t =29△t。所以加速比为：

2 9 t

S 1.61

18 t

该流水线的效率可由阴影区的面积和5个段总时空区的面积的比值求得： 4 5 3 3

E 0.322

5 18

3.15 动态多功能流水线由6个功能段组成，如下图：

加法

乘法

其中，S1、S4、S5、S6组成乘法流水线，S1、S2、S3、S6组成加法流水线，各个功能段时间均为50ns，假设该流水线的输出结果可以直接返回输入端，而且设置有足够的缓冲寄存器，若以最快的方式用该流水计算：

xyz

ii 1

5

ii

（1） 画出时空图； （2） 计算实际的吞吐率、加速比和效率。 解：机器一共要做10次乘法，4次加法。

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