データパス: 1命令の旅
2章の加算器の「答えが落ち着くまで間違っている」から始めて、時計の拍がレジスタへ写し込む仕組み、命令もただの 32 個の 0 と 1 であること、区画の町を5拍で旅する1命令、分岐でくり返すプログラム、重ねて流すパイプラインを確かめ、最後に町からダイ、虹色のウェハまで引いていきます。
ウェハダイ区画配線層トランジスタひれ原子
答えを待つ拍
前の章の加算器では、桁上がりの波が届くまで答えは間違っていました。そこで CPU は、答えの先にレジスタ（数を覚えておく箱の列）を置き、時計の拍の瞬間にだけ写し込みます。拍と拍のあいだに論理を落ち着かせ、落ち着いた答えだけを次へ渡すのです。時計を速くすると計算は速く進みますが、速すぎると、波が届く前に拍が来てしまいます。
時計を速くしていき、レジスタに写る値が間違いはじめる速さを探す。
- 1拍の長さ
- 1.00 ns
- 1拍で光が進む距離
- 30.0 cm
- レジスタに写った 127 + 1
- 128
- 答えが落ち着いてから写る
この模型の一番遅い道では、上限は 4.0 GHz