平成22年度 春期 午前Ⅱ 問2

✓ これが正解ウ24

解説

最初の命令に5サイクル、残り19命令は1サイクルずつで24です。

5ステージのパイプラインでは、最初の命令が全ステージを通り終えるまでに5サイクルかかります。その後は、1サイクルごとに次の命令が1つずつ完了していきます。残りの命令は20−1＝19個なので、全体のサイクル数は5＋19＝24です。一般に、ステージ数をk、命令数をnとすると、乱れのないパイプラインの所要サイクル数はk＋(n−1)で求まります。1命令ずつ順に処理すれば5×20＝100サイクルかかるところを、24サイクルで処理できるのがパイプラインの効果です。式k＋n−1を覚えておくと、すぐ計算できます。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• ア20：20サイクルは命令数そのものです。1サイクルに1命令ずつ完了するのはパイプラインが埋まった後の話で、最初の命令が最後のステージに届くまでの立ち上がりの4サイクルが数えられていません。
• イ21：21サイクルは、命令数20に1を足した値です。最初の命令が5ステージを通り抜けるまでの時間を正しく数えると、命令数に足すべきなのは4サイクルなので、これでは3サイクル足りません。
• エ25：25サイクルは、ステージ数5と命令数20をそのまま足した値です。最初の命令の完了が5サイクル目で、そこから残り19命令が続くので、和から1を引いた24が正しい値です。