プロセッサのアーキテクチャに関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。
① １ステージがＰナノ秒で実行されるステージ数Ｄのパイプラインにおいて、Ｎ個の命令の
実行が完了する最短時間は、Ｎ×Ｐ／Ｄナノ秒である。
② VLIW方式では、複数個の命令が同時に実行されるが、命令の実行中に命令間の
依存関係をプロセッサが検知した場合には、命令の実行が中断される。
③ スーパースカラとは、複数個のパイプラインをプロセッサに備えることにより、パイプライン
ハザードを回避する技術である。
④ スーパーパイプラインとは、命令実行の各ステージを細かく分割することにより、
パイプラインの動作の効率を向上させる高速化技術である。
⑤ パイプラインにおける構造ハザードとは、プログラムにある条件分岐が原因となり
ストールする現象である。
①ステージ数Ｄ、命令数Ｎを投入すると
以下のように平行して実行される。
①②③・・・・Ｎ
１
２１
３２１
・・・・・
Ｄ・・・・１
Ｄ・・・２１
Ｄ・・・２１
・・・・２
・・・・
Ｄ・
Ｄ
ＣＰＵ１サイクルで、上記１行分の命令を行うことができるので
上記はＮ＋Ｄ－１サイクルで実行が完了する。
従って、最短時間は、(Ｎ＋Ｄ－１) ×Ｐナノ秒である。
②VLIW (Very Long Instruction Word) は、複数の命令を非常に長い１つの
命令で同時に実行する方式のこと。
命令間の依存関係がないように考慮され、命令が並び替えられている。
③スーパースカラは、複数個のパイプラインをプロセッサに備えることにより、
複数の命令を同時に実行できるようにするCPUの高速化技術の一つ。
パイプラインハザードを回避する技術ではない。
④正しい。
⑤分岐ハザードの説明である。
パイプラインハザードは以下の３つがある。
データハザード：直前の命令の処理結果を参照するような場合に、実行結果を
待たなければ処理を進められない現象のこと。
構造ハザード：複数の命令が同じタイミングでハードウェア資源にアクセスしようした時に
競合が発生し、処理できなくなる現象のこと。
分岐ハザード：プログラムにある条件分岐が原因となり、ストール（停止状態）する
現象のこと。
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タグ：アーキテクチャ
