エンベデッドシステムスペシャリスト試験 令和5年度 秋期 午前II 問3

【正解】イ

パイプラインでは、最初の命令が全Dステージを通過するまでにDピッチ必要です。したがって、最初の命令が完了するまでの時間はD×P秒です。その後は、パイプラインが詰まっているので、1ピッチごとに後続の命令が一つずつ完了します。残りの命令数はI－1個であるため、追加時間は（I－1）×P秒です。

D×P＋（I－1）×P ＝（I＋D－1）×P

よって、イが正解です。例えばI＝1なら所要時間はD×Pとなり、一つの命令がDステージを通過する時間と一致します。

アの（I＋D）×Pは誤りです。最初の命令にDピッチ、残りのI－1命令にI－1ピッチ掛かるので、合計はI＋D－1ピッチです。アは1ピッチ分を余計に数えています。

ウの（I×D）＋Pは誤りです。I×Dはピッチ数に相当する無次元の値であり、秒を表すPとそのまま加算できません。また、全命令を順次実行するような数え方で、処理の重なりを反映していません。

エの（I×D－1）＋Pも誤りです。これもピッチ数と時間を加えており、単位が一致しません。さらに、パイプラインによる並行処理を正しく表していません。

【ポイント】 パイプラインの所要ピッチ数は「深さ＋命令数－1」です。 最初の結果が出るまでDピッチ、その後は1ピッチごとに結果が出ます。 式を確認するときは、I＝1を代入してD×Pになるか確かめると有効です。