身心障礙人員考試身障四等-資訊處理類科計算機概要113 年第 5 題單選題
一個程式內含 1000 個指令，此程式在一個單核心 5-stage 管線化（pipeline）CPU 中執行，每個 stage 耗時 1 個時脈週期（clock cycle），CPU 的運作頻率為 2 GHz。若此程式有 2%的指令會發生管線危障（hazard），且每次危障將導致 1 個時脈週期的管線暫停。此程式在 CPU 內的執行時間為：
A220 ns
B1020 ns
C512 ns正確答案
D5020 ns
C正確答案
5-stage pipeline 執行 1000 指令需 1004 cycles,加上 20 次 stall 共 1024 cycles,於 2GHz 下約 512 ns。
為什麼答案是 C
正確:1024 cycles × 0.5 ns/cycle = 512 ns。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 5-stage pipeline 執行 1000 指令需 1004 cycles,加上 20 次 stall 共 1024 cycles,於 2GHz 下約 512 ns。
1. Pipeline 完成 N 指令所需 cycles = N + (k-1) = 1000 + 4 = 1004
2. Hazard stall:1000 × 2% × 1 = 20 cycles
3. 總 cycles = 1004 + 20 = 1024
4. Clock period = 1/(2GHz) = 0.5 ns
5. 執行時間 = 1024 × 0.5 = 512 ns
逐選項分析
A✕
220 ns 錯誤,可能誤算成 (1000×0.5 ns − 某項) 或忽略 pipeline fill。
B✕
1020 ns 錯誤,可能用 1 GHz 或忘記除以時脈頻率。
C✓ 正確
正確:1024 cycles × 0.5 ns/cycle = 512 ns。
D✕
5020 ns 錯誤,把每個指令當作非管線化(5 cycles/指令)計算。
別忘了管線啟動需 (k−1)=4 個額外 cycles;也別把每次 hazard 算成 5 cycles。 
