Average CPI | 평균 CPI (Cycles Per Instruction)
- CPU 하드웨어에 의해 결정된다.
- 명령 혼합(Instruction mix)의 영향을 받는다.
- 프로그램의 명령 개수(Instruction Count)는 프로그램, ISA 및 컴파일러에 의해 결정된다.
$$Clock Cycle=Instruction Count \times CPI(Cycles Per Instruction)$$
$$CPU Time=Instruction Count \times CPI \times Clock Cycle Time$$
$$= \frac{Instruction Count \times CPI}{Clock Rate}$$
참고사항
$$*Clock Cycle Time = \frac{1}{Clock Rate} $$
CPI Example
컴퓨터 A : Cycle Time = 250ps, CPI = 2.0
컴퓨터 B : Cycle Time = 500ps, CPI = 1.2
- Same ISA
어느 것이 얼마나 빠른가요?
$$CPU Time_A=Instruction Count \times CPI_A \times Cycle Time_A$$
$$=I \times 2.0 \times 250ps=I \times 500ps$$
$$CPU Time_B=Instruction Count \times CPI_B \times Cycle Time_B$$
$$=I \times 1.2 \times 500ps=I \times 600ps$$
$$ \frac{CPU Time_B}{CPU Time_A} = \frac{I \times 600ps}{I \times 500ps} =1.2$$
"A가 1.2배 더 빠르다."
CPI in more detail
만약 다른 명령 클래스들이 다른 수의 사이클을 필요로 한다
$$Clock Cycles= \sum_{i=1}^{n}{(CPI _i \times Instruction Coun_i) }$$
Cycles Per Instruction (Throughput) | CPI
"Cycles Per Instruction"
CPI = (CPU Time * Clock Rate) / Instruction Count
= Cycles / Instruction Count
CPU time = Cycle Time $\times \sum_{j=1}^{n}{CPI _j \times I_j}$
“Instruction Frequency” 명령 주파수
CPI = $\times \sum_{j=1}^{n}{CPI _j \times F_j}$ where $F_j$ = $\frac{I_j}{Instruction Count}$
이해를 돕기 위한 그림
[Ex]
1초 1클락 = 1Hz,
1초 4클락 = 4Hz
$*\frac{1}{10^9}초=10^{-9}초=1ns$
