パイプラインのサイクル数
出典: 令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問9 (IPA)
全ての命令が 5 ステージで完了するように設計された，パイプライン制御の CPU がある。20 命令を実行するには何サイクル必要となるか。ここで，全ての命令は途中で停止することなく実行でき，パイプラインの各ステージは 1 サイクルで動作を完了するものとする。
- ア 20
- イ 21
- ウ 24
- エ 25
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正解: ウ
- ア: 20 は命令数そのものです。最初の命令が完了するまでに 5 サイクルかかります。
- イ: 21 は最初の命令を 2 サイクルとして数えた値です。
- ウ: 5 ＋ (20 − 1) = 24 サイクルです。正しい答えです。
- エ: 25 は 5 ＋ 20 で、1 サイクル多く数えています。
ポイント
- 最初の命令は 5 ステージ分の 5 サイクル で完了します。
- 以降の命令は 1 サイクルごとに 1 つずつ完了するので、残り 19 命令で 19 サイクル です。
- 合計 5 ＋ 19 = 24 サイクル です (式: ステージ数 ＋ 命令数 − 1)。