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易學筆記-系統分析師考試-第6章 系統配置與效能評價/6.5 流水線技術/6.5.2 流水線效能分析

  • 流水線效能分析
  1. 吞吐率
    1. 概念:單位時間內流水線完成的任務數量或輸出的結果數量
    2. 公式:TP = n/Tk,其中n為任務數量,Tk為任務所用時間
      1. 假設各段執行時間都為t
        1. 實際吞吐量: TP = n/(k+n-1)t,其中 k 為流水線階段數量,n為任務數,t為每一個階段時間
        2. 最大吞吐量:TP = n/(k+n-1)t,當n無窮大時,TP接近於TP = 1/t
      2. 假設各段執行時間不相同,分別為t1,t2,。。。。tn:
        1. 實際吞吐量:
        2. 最大吞吐量:,取決於功能段中最大的時間
  2. 加速比
    1. 概念:不使用流水線時間(T0)與使用流水線時間(Tk)比值
    2. 公式:S = T0/Tk
      1. 假設各段執行時間都為t
        1. 實際加速比:
        2. 最大加速比:
      2. 假設各段執行時間不相同,分別為t1,t2,。。。。tn:
        1. 實際加速比:
        2. 最大加速比:S = ÷
        3. 舉例:
  3. 效率
    1. 概念:n項任務順序執行佔用的時空區和k個流水線總的時空區之比,時空區指的是時空圖中所有任務的面積,比如順序時空圖:,流水線時空圖
    2. 公式:
      1. 假設各段執行時間都為t
        1. 實際效率:
        2. 最高效率:
        3. 三個公式對比:
  4. 流水線最佳段路的選擇
    1. 一般處理機中的流水線段數一般在2~10段之間,超過8段的流水線稱為超流水線
    2. 多條流水線的情況