MIPS CPI

運算速度

每秒鐘所能執行的指令條數,對於微型計算機可用CPU的主頻和每條指令的執行所需的時鐘週期來衡量。
注意:計算機的運算速度一般用每秒鐘所能執行的指令條數來表示。由於不同類型的指令所需時間長度不同,因而運算速度的計算方法也不同。
例如,根據不同類型的指令出現的頻度,乘上不同的係數求得統計平均值,得到平均運算速度。這種方法用MIPS(Millions of Instruction Per Second)作單位,即每秒百萬條指令。
又如,直接給出CPU的主頻和每條指令的執行所需的時鐘週期。週期一般以MHz爲單位。
主頻即計算機的時鐘頻率,它在很大程度上決定了主機的工作速度。例如,型號爲486DX-133的微型計算機,表明它的CPU型號爲486,DX爲含浮點處理器,數字133的含義是主頻爲133MHz。

題: 若某處理器的時鐘頻率爲500MHz,每4個時鐘週期組成一個機器週期,執行一條指令需要3個機器週期,則該處理器的一個機器週期▁8▁ns,平均執行速度爲▁42▁MIPS

時鐘頻率又稱主頻,它是指CPU內部晶振的頻率,常用單位爲MHz,它反映了CPU的基本工作節拍。

指令週期:執行一條指令所需要的時間

機器週期:

時鐘週期:

包含關係:指令週期通常用若干個機器週期來表示,在機器語言中,使用執行一條指令所需要的機器週期數來說明指令執行的速度。而機器週期又包含若干個時鐘週期。時鐘週期是最基本的操作單位。

時鐘週期T等於主頻的倒數,即T=1/500MHz=1/(0.5×10的9次方Hz)=2 ns,機器週期等於4個時鐘週期即=4T=4×2 ns=8 ns,每條指令的時鐘週期數CPI=3×4=12,則平均速度爲:f/(CPI×10的6次方)=(500×10的6次方)/(12×10的6次 方)=500/12=41.6≈42 MIPS.計算主頻的倒數時要注意把主頻的MHz換算成BHz即500後面加6個0=500×10的6次方=0.5×10的9次方,1/10的9次方 Hz=1ns嗎?

每條指令的時鐘週期數CPI=3×4=12,執行一條指令需要3個機器週期數,一個機器週期包含4個時鐘週期,所以CPI=3×4=12,這裏計算 的都是週期的個數,和具體的時間ns納秒沒有關係,若帶上具體的時間,一個時鐘週期T=2ns,一個機器週期就是2×4=8ns,執行一條指令需要三個機 器週期得出執行一條指令需要的具體時間爲3×8=24ns,執行每條指令的需要的時鐘週期數CPI換句話說就是把執行每條指令需要的時間24ns換算成時 鍾週期個數表示,爲多少個時鐘週期個數?時鐘週期是最基本的時間操作單位,500MHz主頻的處理器一個時鐘週期爲2ns,24ns等於多少個時鐘周 期?24/2=12個時鐘週期,即那一句:“每條指令的時鐘週期數CPI=12”。

MIPS(Million Instructions Per Second)表示百萬條指令每秒。MIPS:

指令條數/(執行時間×10的6次方)=時鐘頻率/(CPI×10的6次方) 單位MIPS

MFLOPS 每秒百萬浮點運算次數。

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