応用情報技術者試験 令和5年度 春期 午前 問9

【正解】ウ

5ステージのパイプラインでは、最初の命令が全ステージを通過して完了するまでに5サイクル必要です。しかし、各ステージを1サイクルで処理でき、途中で停止しないので、2番目以降の命令は1サイクルずつずらして投入できます。したがって、最初の命令の完了後は、毎サイクル1命令ずつ完了します。20命令の実行に必要なサイクル数は、「ステージ数＋命令数－1」で求められ、5＋20－1＝24サイクルです。よって、ウが正解です。

アの20サイクルは誤りです。これは最初から毎サイクル1命令が完了すると考えた値であり、最初の命令が5段の処理を通るためのパイプライン充塡時間を考慮していません。

イの21サイクルは誤りです。初期の遅れを1サイクル分しか加えていません。5ステージでは、1命令目の投入から完了まで5サイクル掛かります。

エの25サイクルは誤りです。「5＋20」としている値ですが、最初の命令は5サイクル目に完了するため、20命令目はそこから19サイクル後に完了します。したがって1サイクル多く数えています。

【ポイント】 停止のないk段パイプラインでn命令を処理する時間は、k＋n－1サイクルです。 分岐やデータ依存による停止がある場合は、そのペナルティーをさらに加算します。