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平成23年度 秋期 午前 問9

コンピュータ構成要素

パイプラインに関する問題

CPU のパイプライン処理を有効に機能させるプログラミング方法はどれか。

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✓ これが正解ウ分岐命令を少なくする。

解説

先読みが外れる場面を減らすのが要です。

パイプラインは、一つの命令を読む、解読する、実行する、書き戻すといった段に分け、前の命令が途中の段にいる間に次の命令の処理を始める仕組みです。段がすべて埋まっていれば、見かけ上は一区切りごとに一つの命令が仕上がります。この効率を支えているのは、次に処理する命令があらかじめ分かっているという前提です。プロセッサは命令を並び順に先読みして流し込みますが、進む先が途中まで決まらない命令があると、この前提が崩れます。条件によって行き先が変わる分岐命令がその代表です。条件の計算が終わるまでどちらへ進むか決まらないため、先読みして流し込んだ中身が外れることがあります。外れたぶんは捨てて詰め直すことになり、そのあいだ段が空きます。この流れの途切れはハザードと呼ばれ、装置の取り合いや前の命令の結果待ちも同じ仲間です。したがって、書き方の工夫としては行き先が割れる場面が少なくなるように組むことが効きます。実際のプロセッサには進む先を予測して先へ進めておく手当てもありますが、予測が外れたら流し込んだぶんを捨てるという点は変わりません。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

この問題の用語

出典:平成23年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問9

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