エンベデッドシステムスペシャリスト試験 令和7年度 秋期 午前II 問1

【正解】イ

パイプラインでは、1命令の処理をD個のステージに分け、各ステージをP秒で処理します。最初の命令が全ステージを通過して完了するまでにはD×P秒掛かります。その後は、各ステージが並行して動作するので、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。したがって、全体の所要時間は、D×P＋（I－1）×P＝（I＋D－1）×P秒となり、イが正解です。

アの（I＋D）×Pは誤りです。最初の命令にDピッチ、その後のI－1命令にI－1ピッチが必要なので、合計を1ピッチ多く数えています。

ウの（I×D）＋Pは誤りです。これは全命令を直列に処理するようにIとDを掛けており、パイプラインによる処理の重なりを表していません。また、無次元のI×Dと秒単位のPを加える点でも単位が整いません。

エの（I×D－1）＋Pも誤りです。ウと同様に並行動作を反映しておらず、式の単位も整っていません。

【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にDピッチ掛かり、以後はハザードがなければ1ピッチごとに結果が得られます。 パイプラインの問題では、処理時間だけでなく式の単位が整っているかも確認します。