このページでは、CPUの性能を表す『クロック周波数』『CPI』『MIPS』などの指標を相互に変換する計算の仕方を案内します。
用語の確認をしつつ、互いの指標への変換をしていきましょう。
クロック
コンピュータは『クロック』と呼ばれる周期的な信号に合わせて動きます。
よくみる以下のような波形のひとうねりを『1周期』=『1クロック』といいます。
クロック周波数 [Hz]
1秒あたりに波形（クロック）が何個あるかを示したのが『クロック周波数（Hz）』。
1GHzのCPUがあった場合、1秒間に109(=1ギガ)回振動します。
- 1GHz / s
クロック時間（クロックサイクル時間）[s]
1クロックに要する時間が何秒かを表したのが『クロック時間』（または、クロックサイクル時間）。
クロック周波数の逆数で求めることができます。
クロック周波数が1GHzであれば、クロック時間は1ns（ナノ秒）
- 1 / 1GHz = 1ns
命令 (Instructions)
コンピュータを動かすための最小単位、要するに命令です。
1命令を実行するのに1クロックと決まっているわけではなく、5クロック必要だったり10クロック必要だったりします。
MIPS（Million Instructions Per Second）
1秒あたり何命令実行できるかを表した指標です。
補助単位『M（ミリオン）』が付いているので、×106となります。
1秒に500百万回（5億回）命令が実行できるなら、500MIPS。
平均命令実行時間 [s]
1命令を何秒で実行できるかを表した指標です。
MIPSの逆数で求めることができます。
500MIPSなら平均命令実行時間は、
- 1 / 500×106 = 2ns
CPI (Clock Per Instructions)
またはClock Cycles Per Instructions。
1命令を実行するのに何クロック必要とするかを表した指標です。
1命令を実行するのに3クロック必要だったら、3CPIとなります。
おわりに
- クロック周波数の逆数→クロック時間
- MIPSの逆数→平均命令時間
- CPI → Clock Per Instructions → クロック / 命令
を覚えておけば大体大丈夫なはず。
