Question

一道计算机组成原理的证明题，求高手解答！望详细！

证明：一个m段流水CPU和具有 m个并行部件的CPU具有同等水平的吞吐能力。

Answer 1

证明：一个m段流水线处理器和具有m个并行部件的处理器一样具有同等水平的吞吐能力。
解：设P1是有总延迟时间t1的非流水线处理器，故其最大吞吐量（数据带宽）为1/t1。又设Pm是相当于P1的m段流水线处理器。其中每一段处理线路具有同样的延迟时间tc，和缓冲寄存器延迟时间tr，故Pm的带宽为
Wm=1/（tc+tr）。
如果Pm是将P1划分成延迟相同的若干段形成的，则t1≈mtc，因此P1的带宽为
W1=1/（mtc）。
由此可得出结论：条件mtc>(tc+tr)满足时，Wm>W1，即Pm比P1有更强的吞吐能力。