测验：CPU

把流水线划分为 5 个阶段有什么好处？

• 一条指令完成所需时间缩短为五分之一
• 不再需要分支预测
• 单位时间内完成的指令数量增加
• 内存访问次数减少

遍历已排序数组比未排序数组快得多，主要原因是什么？

• 已排序数据更容易进入缓存
• 编译器会对已排序数组进行向量化
• 条件分支结果有规律，分支预测更准确
• 排序会让数据在内存中连续排列

通常只需几个周期的浮点加法指令突然耗时 677 个周期，最可能的原因是什么？

• CPU 时钟频率自动降低
• 编译器关闭优化后重新编译
• 该指令不在缓存中，取指被延迟
• 操作数是非规格化数，走了微代码辅助路径

读取映射为 MMIO 的设备寄存器时，mov 指令为什么可能比读取 DRAM 慢数十万倍？

• MMIO 总会触发内核态切换
• 设备驱动每次都会产生中断
• mov 指令在 MMIO 地址上会被拆成多条指令执行
• MMIO 地址不会进入缓存，读取又是必须等待响应的非过账事务

IPC（每周期指令数）测得低至 0.3，首先应怀疑什么？

• 流水线因等待内存或 I/O 访问而停顿
• CPU 时钟频率设置过低
• 指令数量过多
• 编译器没有使用向量指令

关于监控指标“CPU 使用率 100%”，哪项说明最准确？

• 表示运算单元一直不停地计算
• 表示该核心一直处于非空闲状态，但运算单元可能因内存延迟等原因停顿
• 表示时钟正以最高频率运行
• 该指标能够确定进程受 CPU 限制

共享微基准测试结果时，以下哪项最不需要一并注明？

• 测试时缓存是热的还是冷的
• 同一机器上是否同时运行其他负载
• 输入数据的性质（例如是否包含非规格化数）
• 测量时使用的编辑器和 shell 类型