Pipeline é um processo pelo qual duas ou mais instruções po...

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Q239088 Arquitetura de Computadores

Pipeline é um processo pelo qual duas ou mais instruções podem ser executadas paralelamente, cada uma manipulada por uma parte dedicada do hardware, de forma que a saída da execução de uma constitui entrada para a próxima. A figura abaixo apresenta um pipeline de 5 estágios e o estado de cada um em função do tempo:



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Considerando que o tempo de execução (ciclo de relógio) de cada estágio (E1 a E5) é de 2 nanosegundos, a máquina funcionará à velocidade de




Alternativas

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Alternativa correta: A - 500 MIPS.

Para resolver esta questão, vamos primeiro entender o conceito de pipeline em Arquitetura de Computadores. Pipeline é uma técnica de processamento paralelo que permite a execução simultânea de diversas instruções em diferentes estágios de processamento. Isso é comparável a uma linha de montagem, onde cada estágio de processamento pode ser visto como uma estação de trabalho que realiza uma parte específica da tarefa total.

Na questão, é mencionado que o pipeline possui 5 estágios e cada estágio leva 2 nanosegundos para ser concluído. Sabendo que 1 segundo corresponde a 1 bilhão de nanosegundos (109), podemos calcular o tempo de execução para uma única instrução completar todos os estágios do pipeline:

Tempo Total = Número de Estágios × Tempo por Estágio
Tempo Total = 5 estágios × 2 ns/estágio = 10 ns por instrução.

Para calcular a velocidade da máquina em MIPS (Milhões de Instruções Por Segundo), devemos fazer o seguinte cálculo:

MIPS = 1 / (Tempo Total em segundos por instrução × 10-6)
MIPS = 1 / (10 × 10-9 × 10-6)
MIPS = 1 / (10 × 10-15)
MIPS = 100 × 106

Portanto, a máquina funciona a uma velocidade de 500 MIPS, o que significa que ela é capaz de executar 500 milhões de instruções por segundo, assumindo que o pipeline esteja sempre cheio e não haja atrasos devido a dependências ou outros fatores que possam causar stalls (paradas) no pipeline.

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