总的时钟周期数:(98×10)+11=991 (3)有正常定向路径。单周期延迟分支。 addi r2r2.#4 addi rlrl.#1 sub r4. r3 r2 sw rl, -4(r2) 第i次迭代(i=0.98)开始周期:1+(i×6) 总的时钟周期数:(98×6)+10=598 Instruction lw rl, O(r2) IF ID EX M WB addi r2 r2.# IF ID EX M WB addirl.rl.#1 IF ID EX M WB sub r4.r3 r2 IF ID EX M WB bnz r4, loop IF ID EX M WB swrl, -4(r2) IF ID EX M WB Iw rl, 0(r2) IF ID EX M WB 3.13假设各种分支所占指令数地百分比如下表所示: 条件分支 20%(其中60%是成功的) 跳转和调用 5% 现有一深度为4地流水线(流水线有4段),无条件分支在第二个时钟周期结束时就被解 析出来,而条件分支要到第三个时钟周期结束时才能被解析出来。第一个流水段是完全独 立于指令类型的,即所有的指令都必须经过第一个流水段的处理。请问在没有任何结构相 关地情况下,该流水线相对于存在上述结构相关情况下地加速比是多少? 解:在不存在结构相关时,每条指令的平均执行时间是1个时钟周期,而存在上述条件相 关的情况下,并假设条件分支预测成功,那么无条件分支和成功的条件分支的等待时间都是1, 而不成功地条件分支等待时间是2个周期:所以加速比就等于存在相关的每条指令的平均执行 时间和不存在相关的每条指令的执行时间1的比值: P无条件分支= Stall 加速比=1+C=1+f×P分支 条件分支 每条指令的平均等待时间 C=f条件分支×P条件分支十f无条件分支×P无条件分支 =20%×60%×2+20%×40%×1+5%×1 =0.37 第9页共52页第 9 页 共 52页 总的时钟周期数：（98×10）＋11＝991 （3）有正常定向路径。单周期延迟分支。 Loop: lw r1,0(r2) addi r2,r2,#4 addi r1,r1,#1 sub r4,r3,r2 bnz r4,loop sw r1,-4(r2) 第 i 次迭代（i ＝0..98）开始周期：1＋（i ×6 ） 总的时钟周期数：（98×6）＋10＝598 Instruction 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 lw r1,0(r2) IF ID EX M WB addi r2,r2,#4 IF ID EX M WB addi r1,r1,#1 IF ID EX M WB sub r4,r3,r2 IF ID EX M WB bnz r4,loop IF ID EX M WB sw r1,-4(r2) IF ID EX M WB lw r1,0(r2) IF ID EX M WB 3.13 假设各种分支所占指令数地百分比如下表所示： 条件分支 20％（其中 60％是成功的） 跳转和调用 5％ 现有一深度为 4 地流水线（流水线有 4 段），无条件分支在第二个时钟周期结束时就被解 析出来，而条件分支要到第三个时钟周期结束时才能被解析出来。第一个流水段是完全独 立于指令类型的，即所有的指令都必须经过第一个流水段的处理。请问在没有任何结构相 关地情况下，该流水线相对于存在上述结构相关情况下地加速比是多少？ 解：在不存在结构相关时，每条指令的平均执行时间是 1 个时钟周期，而存在上述条件相 关的情况下，并假设条件分支预测成功，那么无条件分支和成功的条件分支的等待时间都是 1， 而不成功地条件分支等待时间是 2 个周期；所以加速比就等于存在相关的每条指令的平均执行 时间和不存在相关的每条指令的执行时间 1 的比值： 加速比 = 1+ C = 1+ f  P分支 P 2stall P 1stall ＝ ＝ 条件分支 无条件分支 每条指令的平均等待时间： 0.37 20 60% 2 20% 40% 1 5 1 C f P f P ＝ ＝ ％ ＋ ％ 条件分支 条件分支＋ 无条件分支 无条件分支     +  =  