2.09 流水线周期及流水线执行时间计算

流水线执行时长的计算

流水线周期

流水线周期为执行时间最长（最耗时）的一段。
比如此处例题，取指2ns，分析2ns，执行1ns。因此流水线周期是2ns。

全部执行完毕所需的时间

先假设每个流程的时间一致，都是流水线周期。
在箭头处消耗了3个流水线周期，完成了一条指令。
第二个箭头处再消耗一个流水线周期，完成了两条指令。
依次类推。以后的指令都只多花费一个周期。
因此我们可以将他们分成两部分。竖线前面的是流水线的建立部分，有运转时间的时间。
计算的时候就是 一条指令的执行时间（运转时间） + 剩余指令数 X 流水线周期

计算的两套方案

为什么会有两套方案呢？
因为第一条指令的执行时间计算是有争议的。

理论公式

理论上来说，顺势执行一条指令，流水线就建立起来了。
此处第一条指令的时间是： 2+2+1 = 5ns
剩余时间则是（100-1）X 2 = 198ns
总时间则是 5+198 = 203ns

实践公式

实践起来，实际不工整的时间片非常小。因此把每个指令步骤都按流水线周期来算。
总时间则是 2 + 2 + 2 + （100 - 1） X 2 = （100 + 3 - 1 ） X 2 = 204ns

考试的时候用哪个呢？
80%用的是理论公式，20%用实践公式。当理论公式算出来的值不存在，再选实践公式。

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