10 / 24 · Khái niệm
Độ trễ, thông lượng và khoảng khởi phát
Tính riêng độ trễ một giao dịch và tốc độ hoàn thành duy trì.
Bài học miễn phí. Đăng ký để lưu tiến độ học tập.
Hoàn thành sớm hơn khác với hoàn thành thường xuyên hơn
Độ trễ đo thời gian từ khi chấp nhận một đầu vào đến khi chuyển giao đầu ra của nó. Thông lượng đếm số giao dịch được chuyển giao trên thời gian quan sát. Khoảng khởi phát, II, là khoảng cách chu kỳ nhỏ nhất giữa các lần bắt đầu mới. Dùng chu kỳ hoặc nano giây cho độ trễ, giao dịch trên chu kỳ hoặc giây cho thông lượng, và chu kỳ trên giao dịch cho II.
Mọi lần truyền ở đây xảy ra tại cạnh lên. Trong pipeline hai thanh ghi, đầu vào được chấp nhận tại cạnh 0 trở nên thấy được sau cạnh 1 và truyền tại cạnh 2. Độ trễ từ chấp nhận đến chuyển giao là hai chu kỳ. Các tầng khác nhau đồng thời xử lý các giao dịch khác nhau, nên pipeline đầy và không dừng chuyển giao một kết quả mỗi cạnh. II=1 không có nghĩa latency=1.
| Cấu trúc | Độ trễ chuyển giao | II | Thông lượng duy trì khi không dừng |
|---|---|---|---|
| Bộ phép toán một thanh ghi | 1 chu kỳ | 1 | 1 giao dịch/chu kỳ |
| Pipeline hai tầng | 2 chu kỳ | 1 | 1 giao dịch/chu kỳ |
| Phép tính dùng chung trong bốn cạnh | Phụ thuộc lịch giao diện | Lớn hơn 1 | Nhỏ hơn 1 giao dịch/chu kỳ |
Tính cả chu kỳ xung nhịp khi so sánh tốc độ vật lý. Giả sử công việc tổ hợp mất sáu nano giây, còn phần phụ trội của thanh ghi cộng biên dự phòng mất 0.5 ns. Một tầng ước tính chu kỳ 6.5 ns. Các tầng cân bằng ba nano giây ước tính 3.5 ns. Cả hai có II=1, cho khoảng 153.8 và 285.7 triệu giao dịch mỗi giây. Tuy nhiên, độ trễ một phần tử có thể tăng từ 6.5 lên bảy nano giây. Đây là phép tính minh họa, không phải thời gian triển khai đo được.
Tầng chậm nhất giới hạn xung nhịp. Chia năm cộng một ước tính 5.5 ns, kém cách chia cân bằng. Thanh ghi bổ sung còn tăng chi phí phụ trội, định tuyến và điều khiển; hãy xem thời gian triển khai thực tế.
Với bốn đầu vào được chấp nhận tại cạnh 0 đến 3, đầu ra truyền tại cạnh 2 đến 5. Nạp ban đầu và tháo hết pipeline ảnh hưởng đến các lô ngắn. Xác định cửa sổ đo. Khi có dừng, độ trễ thay đổi theo giao dịch, và đầu vào được đưa ra nhưng chưa từng được chấp nhận không được tính. Ghi riêng việc chấp nhận đầu vào, chuyển giao đầu ra và các chu kỳ dừng trước khi tối ưu điểm nghẽn nghi ngờ.
Tự thử
Với pipeline ba tầng có II=1 và xung nhịp bốn nano giây, hãy tìm thông lượng duy trì và độ trễ chuyển giao. Nếu đầu vào đầu tiên được chấp nhận tại cạnh 0, đầu ra thứ năm được chuyển giao tại cạnh nào?
Đọc giải thích
Thông lượng là 250 triệu giao dịch mỗi giây, độ trễ là 12 ns. Đầu vào thứ năm được chấp nhận tại cạnh 4 và chuyển giao tại cạnh 7, giả định không dừng.