經典的CPU性能方程式

指令數

程序執行的指令數。

CPU 時間

Instruction count * CPI * Clock cycle time
Instruction count * CPI / Clock rate

唯一完整和可靠的績效衡量標準是時間

將指令集更改為較低的指令數

=> 時鐘週期時間較慢或CPI較高的組織

CPI取決於執行的指令類型

=> 最少的指令可能不是最快的

如何確定因素的值

• CPU 執行時間
  指CPU花在處理某一項工作的時間，不包括那些存取以及輸入輸出的時間。
• 時鐘週期時間
  通常針對計算機發布
• 指令數
  取決於架構，但不取決於具體實現。
  使用軟件工具來分析執行。
  架構模擬器。
  硬件計數器。
• CPI
  取決於計算機中的各種設計細節
  實現的詳細模擬
  硬件計數器
  查看不同類型的指令並使用它們各自的時鐘週期計數

CPU clock cycles = 每個CPI*C

僅使用一個因素來訪問性能的危險

必須考慮所有三個組件

時鐘頻率(clock rate)、指令數、CPI

如果某些因素相同，則可以通過比較所有不相同的因素來確定性能

CPI 因 指令組合 而異

衡量一個或多個程序中指令的動態頻率
必須比較指令計數和 CPI

影響CPI的主要因素

管道 性能
內存系統 的性能

參考資料 : 上課PPT