10 / 24 · Konsep

Latensi, laju keluaran, dan interval inisiasi

Hitung tundaan satu transaksi secara terpisah dari laju penyelesaian berkelanjutan.

Selesai lebih cepat berbeda dari selesai lebih sering

Latensi mengukur waktu sejak satu masukan diterima hingga keluarannya dikirim. Laju keluaran menghitung transaksi yang dikirim per waktu pengamatan. Interval inisiasi, II, adalah jarak siklus terkecil antara awal baru. Gunakan siklus atau nanodetik untuk latensi, transaksi per siklus atau detik untuk laju keluaran, dan siklus per transaksi untuk II.

Semua transfer di sini terjadi pada tepi naik. Dalam pipeline dua register, masukan yang diterima pada tepi 0 terlihat setelah tepi 1 dan ditransfer pada tepi 2. Latensi dari penerimaan hingga pengiriman adalah dua siklus. Tahap berbeda menangani transaksi berbeda secara bersamaan, sehingga pipeline penuh tanpa penundaan mengirim satu hasil per tepi. II=1 tidak menyiratkan latensi=1.

Struktur	Latensi pengiriman	II	Laju keluaran berkelanjutan tanpa penundaan
Operator satu register	1 siklus	1	1 transaksi/siklus
Pipeline dua tahap	2 siklus	1	1 transaksi/siklus
Perhitungan bersama empat tepi	Bergantung pada jadwal antarmuka	Lebih besar dari 1	Kurang dari 1 transaksi/siklus

Sertakan periode clock saat membandingkan laju fisik. Misalkan kerja kombinasional membutuhkan enam nanodetik dan overhead register ditambah margin membutuhkan 0.5 ns. Satu tahap memperkirakan periode 6.5 ns. Tahap seimbang masing-masing tiga nanodetik memperkirakan 3.5 ns. Keduanya memiliki II=1, sehingga menghasilkan sekitar 153.8 dan 285.7 juta transaksi per detik. Namun tundaan satu item dapat meningkat dari 6.5 menjadi tujuh nanodetik. Ini adalah perhitungan ilustratif, bukan pewaktuan implementasi yang diukur.

Tahap paling lambat membatasi clock. Pembagian lima ditambah satu memperkirakan 5.5 ns, lebih buruk daripada pembagian seimbang. Register tambahan juga menambah overhead, perutean, dan biaya kendali; periksa pewaktuan implementasi sebenarnya.

Untuk empat masukan yang diterima pada tepi 0 hingga 3, keluaran ditransfer pada tepi 2 hingga 5. Pengisian awal dan pengurasan memengaruhi kelompok kecil. Tentukan jendela pengukuran. Dengan penundaan, latensi berbeda untuk setiap transaksi, dan masukan yang disajikan tetapi tidak pernah diterima tidak dihitung. Catat penerimaan masukan, pengiriman keluaran, dan siklus tertunda secara terpisah sebelum mengoptimalkan hambatan yang diduga.

Coba sendiri

Untuk pipeline tiga tahap dengan II=1 dan clock empat nanodetik, cari laju keluaran berkelanjutan dan latensi pengiriman. Jika masukan pertama diterima pada tepi 0, pada tepi berapa keluaran kelima dikirim?

Baca penjelasan

Laju keluaran adalah 250 juta transaksi per detik dan latensi adalah 12 ns. Masukan kelima diterima pada tepi 4 dan dikirim pada tepi 7, dengan asumsi tidak ada penundaan.