平成23年度 特別 応用情報技術者試験 午前 問10
テクノロジ／コンピュータ構成要素パイプラインの深さをD，パイプラインピッチをP秒とすると，I個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式はどれか。ここで，パイプラインの各ステージは1ピッチで処理されるものとし，パイプラインハザードについては，考慮しなくてよい。
出典：平成23年度 特別 応用情報技術者試験 午前 問10
- ア(I＋D)×P
- イ(I＋D－1)×P
- ウ(I×D)＋P
- エ(I×D－1)＋P
正解：イ
解説
パイプラインでは，最初の命令がパイプラインのD段を通過するのにD×Pの時間がかかり，以降は1ピッチ（P秒）ごとに1命令ずつ完了していきます。したがって，I個の命令をすべて処理し終えるまでの時間は，最初の命令がパイプラインを満たすまでの時間D×Pに，残りI－1個の命令が1ピッチずつ完了する時間(I－1)×Pを加えたものとなり，(I＋D－1)×Pと表せます。
選択肢ごとの解説
- ア誤り。(I＋D)×Pは，パイプライン化による重なりを考慮せず，段数と命令数を単純に加算した場合の式で，実際より長い時間になります。
- イ正しい。パイプライン処理の所要時間は，最初の命令がD段を通過する時間と，残りI－1命令が1ピッチずつ完了する時間の合計で(I＋D－1)×Pとなります。
- ウ誤り。(I×D)＋Pは各命令がD段すべてを順番に占有すると誤って仮定した式です。
- エ誤り。(I×D－1)＋Pも各命令がパイプライン全体を占有するという誤った前提に基づく式です。