MIPS和CPI


1.MIPS(Million Instructions Per Second):單字長定點指令平均執行速度 Million Instructions Per Second的縮寫,每秒處理的百萬級的機器語言指令數。
存在的問題:
MIPS是指令執行的速率,規定了性能和執行時間成反比,越快的計算機具有越高的MIPS值。從表面看,MIPS既容易理解,又符合人的直覺。其實,用MIPS作為度量性能的指標存在三個問題。
首先,MIPS規定了指令執行的速率,但沒有考慮指令的能力。我們沒有辦法用MIPS比較不同指令集的計算機,因為指令數肯定是不同的。
其次,在同一計算機上,不同的程序會有不同的MIPS,因而一台計算機不會只有一個MIPS值。例如,將執行時間用MIPS、CPI、時鍾頻率代入之后可得:
MIPS = 指令數/(執行時間 * 10^6) = 指令數 / (指令數 * CPI / 時鍾頻率 * 10^6) = 時鍾頻率 / (CPI * 10^6)
上圖顯示了SPEC2006在Intel Core i7上的CPI最大值和最小值是相差5倍的,MIPS也是如此。
最后一點,也是最重要的一點,如果一個新程序執行的指令數更多,但每條指令的執行速度更快,則MIPS的變化是性能無關的。
 
2.CPI(Clock cycle Per Instruction)表示執行某個程序的指令平均時鍾周期數,可以用來衡量計算機運行速度。
  CPI=TC/IC (IC[instruction counter]表示某個程序的所有指令的條數;TC表示執行某個程序所花費的時鍾周期)
 
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