计算机组成原理笔记——计算机性能指标(CPI、IPS、MIPS等)

计算机系统的性能评价有两种指标,分别为非时间指标和时间指标。

  • 非时间指标

    • 机器字长
    • 总线宽度
    • 主存容量、存储带宽
    • CPU内核数
  • 时间指标

    • 主频、周频、外频、倍频
    • CPI、IPC
    • MIPS、MFLOPS
    • CPU执行时间

非时间指标

(1)机器字长

机器一次能处理的二进制位数
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(2)总线宽度

数据总线一次能并行传送的最大信息位数
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(3)主存容量和存储带宽(非时间指标)

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时间指标

  • CPU主频f:CPU工作的时钟频率,与CPU运算能力之间不是唯一的直接关系
  • 时钟周期T=1/f:
    计算机中最基本的、最小的时间单位。一个时钟周期CPU仅完成一个最基本的动作
  • 外频:
    系统总线的工作频率,CPU与主板之间同步运行的速度,标准外频66MHz、100MHz、133MHz、200MHz、400MHz
  • 倍频:
    • 主频=外频×倍频 , Pentium 4 2.4G 主频 2400M = 133M (外频) × 18 (倍频)
    • 调整倍频可以获得较高的主频,486后出现的技术,使得外设低频,CPU高频

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CPI (Clock cycles Per Instruction)

  • CPP:执行一条指令 (平均) 需要的时钟周期数
    • 单条指令CPI
    • 一段程序中所有指令的CPI
    • 指令系统CPI

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MIPS (Million Instructions Per Second)

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例子:
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IPS (Instructions Per Second)

每秒执行多少条指令
I P S = 主频 平均 C P I IPS=\frac{主频}{平均CPI} IPS=平均CPI主频

MFLOPS (Million Floating-Point Operations Per Second)

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CPU执行时间

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例子:
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王道考研总结

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