architecture - 多周期 MIPS 总是比单周期快吗？

Question

当我计算一些指令的执行时间时，多周期设计时间比单周期长。这可能吗？

Answer 1

根据定义，对于单周期实现，每条指令的周期数仅为 1。对于多周期实现，每条指令的周期数将始终大于 1。

请记住，执行时间可以使用公式执行时间 =(CPI * 指令数)/(时钟频率)计算。

假设您在进行比较时保持指令数和时钟速率相同，那么是的，多周期实现总是比单周期实现更快。

然而，值得一提的是，单周期和多周期实现之间的时钟速率在实践中并不相同。在单个周期中，时钟速率将受到执行时间最长的指令或处理器设计的关键路径延迟的限制。另一方面，多周期实现的时钟速率不受关键路径延迟的限制，因此可以获得更快的时钟速率。