* 수퍼파이프라이닝은 파이프라인이 명령어 실행에 반 클럭 이하의 시간을 소요하는 단계를 가질 때 가능. 내부 클럭이 따로 존재하여 외부 클럭보다 두배 빠른 속도로 외부 클럭 한 사이클 당 두 작업을 이룰 수 있다. CISC와 RISC 모두에서 사용 가능하나 주로 RISC에서 사용됨.

78회 응용, 2 - 6
m단계의 파이프라인 구조를 갖는 CPU에 대해 답하시오. 모든 명령어는 동일한 수행 과정을 갖고, 각 파이프라인 단계의 처리기간은 k초로 동일하다고 가정하시오.
만약 CPU가 비파이프라인 구조를 갖는다면 한 명령어의 처리시간은 mk초이다.
1) 비파이프라인 CPU가 n개의 명령어를 처리하는데 필요한 시간은 (    )초이다.
2) 파이프라인 CPU가 n개의 명령어를 처리하는데 필요한 시간은 (    )초이다.
3) 1)과 2)의 답으로부터 파이프라인에 의한 CPU의 성능 개선도(speedup)는 (             )이다.
4) 3)에서 답한 성능 개선도를 증가시키기 위한 개선책을 설명하시오.

답.
명령어 처리에는 m개의 단계를 거친다.
1) 모든 명령어가 순차적으로 처리되므로 총 소요시간은 n * m *  k 초.
2) 각 명령어가 한단계씩 밀려 병렬로 처리됨. n * k + (m - 1) * k = (n + m - 1) * k 초.
3) (n * m * k) / ((n + m - 1) * k) = (n * m) / (n + m - 1) 배의 성능 향상 효과.
4)
1. 동일한 개수의 명령어를 처리한다고 보았을 때 n은 상수. 그러므로 성능 향상을 위한 변경은 m을 통해서만 가능. 분자가 커질 수록, 분모가 작아질 수록 개선도는 높아지므로 이 둘의 차이를 벌리는 것에 집중. 곱셈에 의한 증가율이 덧셈에 의한 증가율보다 크므로, m의 크기를 높임으로 성능 향상 효과를 이룰 수 있음. 즉 명령어 처리 단계의 세분화를 통해 성능 향상 가능.

2. superpipelining, superscalar를 통해 또다른 차원의 성능 향상 기대.

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Posted by 어쨌건간에