用流水线方法理解加速比方程

Question

我在计算流水线加速比方面有很多困难。这是我在“计算机组织”类中提供的幻灯片。

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我不太明白公式。

为什么是2n？为什么是0.5n + 1.5？

我的教授开始解释说，1.5来自于从A开始到B starts...and之间的1.5小时，这样的图片很容易看到，但问题是……

假设您有一个具有10级流水线的流水线机器和一个具有1000个指令的程序，这些指令的依赖关系使管道不会停止。如果管道的每一阶段都需要一个周期，那么与在同一台机器上执行程序而不利用管道相比，流水线所获得的加速比是什么？

我不认为我可以仅仅画一个picture...plus，我知道一定有更好的方法比画一张图。

有人能用流水线和/或在线提供一些很好的材料来理解这一点吗？

Answer 1

我遇到的管道的典型例子是流水线！所以，假设你把are作为完成的五个阶段，每个阶段都涉及不同的资源；当E被工作时，可以做and的资源是空闲的，而流水线利用这些来获得某种形式的并发性。

所以你的时间线看起来是这样的--假设你有1000个工作项，每个工作项都做以上的1。如果没有流水线，你基本上会重复above 1000次，导致时间间隔5000！2。使用流水线，你将得到第一轮的above，然后每隔一次你就会得到一个输出，即

A-B-C-D-E       // ends at t=5
__A-B-C-D-E     // ends at t=6!
____A-B-C-D-E   // ends at t=7!
.....
...... 
............
A-B-C-D-E // 1000th process ends at t=1005 (starts at t=1000)

我想您也可以将其扩展到10阶段流水线情况下。