問10 パイプライン処理

パイプラインの深さをD、パイプラインピッチをP秒とすると、I個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式はどれか。ここで、パイプラインの各ステージは1ピッチで実行されるものとして、パイプラインハザードについては、考慮しなくてよい。

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パイプラインは、命令を細かい処理に分割し、それぞれの処理を複数のラインで同時に行うことで、実行速度の向上を目指す技術です。
たとえばステージ数4のパイプラインに3つの命令を流したときの状態を考えると、通常は12cycleかかる処理が6cycleで完了することがわかります。

パイプラインの深さとはステージ数のこと、パイプラインピッチとは1cycleに何秒かかるかを表したものですから、これを表現する式はとなります。答えは2です。

なお、今回の問題では使われませんでしたが、パイプラインハザードとは、先読みの失敗やデータの転送に時間がかかりすぎるなどで、次のステージで実行した処理が無駄になることです。