性能評価とベンチマークの試験問題への適用
性能問題は単位換算と比率計算が中心になる。秒・ミリ秒、Hz・GHz、K・M・Gの桁をそろえてから式へ代入する。
この単元で学ぶこと
- クロック周期の意味と役割を説明できる
- CPIの意味と役割を説明できる
- CPU時間の意味と役割を説明できる
- クロック・CPI・命令数・時間を単位換算して計算できる
本文解説
クロック周波数とCPIから命令実行時間を求める問題では、命令数×CPI÷クロック周波数を使う。MIPSはクロック周波数/CPIを百万単位へ換算して求められる単純モデルがある。
クロック周期 クロック周波数fの逆数1/f。 2GHzなら1周期0.5ns。
CPI 1命令あたり平均クロック数。 小さいほど同一クロックでは命令当たり時間が短い。
CPU時間 単純モデルで命令数×CPI/クロック周波数。 単位をそろえて計算する。
速度向上率 改善前時間/改善後時間などで何倍高速かを表す。 時間短縮率と混同しない。
単位接頭辞 k=10^3、M=10^6、G=10^9を基本として扱う。 問題文の定義に従う。
数値を書き写す前に単位をSI基準へそろえる。GHzは10^9、MIPSは10^6命令/秒。
2GHz、平均CPI=4なら毎秒5×10^8命令=500MIPS相当。
図解
重要ポイント
- クロック周期: クロック周波数fの逆数1/f。
- CPI: 1命令あたり平均クロック数。
- CPU時間: 単純モデルで命令数×CPI/クロック周波数。
- 速度向上率: 改善前時間/改善後時間などで何倍高速かを表す。
- GHz・MIPS・秒の単位換算を式の前に終わらせる。
間違えやすい点
- 2GHzを2Hzとして扱わない。
- CPIを命令/クロックと逆に解釈しない。
- 10秒→5秒を50倍高速と誤読しない。
用語解説
- クロック周期
- クロック周波数fの逆数1/f。
- CPI
- 1命令あたり平均クロック数。
- CPU時間
- 単純モデルで命令数×CPI/クロック周波数。
- 速度向上率
- 改善前時間/改善後時間などで何倍高速かを表す。
- 単位接頭辞
- k=10^3、M=10^6、G=10^9を基本として扱う。
関連教材
参考資料
教材データに登録された参考リンクです。リンク先の内容や更新日は提供元でご確認ください。
確認問題の出題・採点や学習履歴の保存にはログインが必要です。