[Computer architecture] 컴퓨터 구조 정리

프로세서는 클럭에 의해 구동

 

클록은 일정 주파수 f 혹은 일정 사이클 시간 t(단, t = 1/f)을 가짐

 

Ic = Instruction Count, 명령어 카운트 = 그 프로그램이 종료되거나 어던 정해진 시간 간격 동안 실행된 기계 명령어들의 수로 정의

                                                       실행된 명령어들의 수

 

CPI(Cycle Per Instruction) : 프로그램에 대한 명령어당 평균 사이클 수 

 

주어진 프로그램을 수행하는 데 필요한 프로세서 시간 T = Ic * CPI * t

 

프로세서의 성능을 나타내는 데 보편적으로 사용되는 척도는 명령어가 실행되는 율 = MIPS = Ic  / T * 10 ^ 6 = f / CPI * 10 ^ 6

 

Example 1) 400 MHz Processor , 2 million instrctions, Calculate MIPS rate.

  f = 400Mhz = 400 * 10 ^ 6 

  Ic = 2 * 10 ^ 6

 

Instruction Type	CPI	Instruction Mix (%)
Arithmetic and logic	1	60
Load/store with cache hit	2	18
Branch	4	12
Memory reference with cache miss	8	10

 

average CPI = (1*0.6) + (2*0.18) + (4*0.12) + (8*0.1) = 2.24 

 

* CPI rate = f / CPI * 10 ^ 6 = 400 * 10 ^ 6 / 2.24 * 10 ^ 6  = 178

 

 

 

 

 

Example 2) Four benchmark programs are executed on three computers with the following results:

	Computer A	Computer B	Computer C
Program1	1	10	100
Program 2	500	100	20
Program 3	500	1000	50
Program 4	100	800	50

 

The table shows the execution time in seconds, with 100,000,000 instructions executed in each of the four programs. Calculate the MIPS values for each computer for each program. 

 

Ic = 10 ^ 8

MIPS = Ic / T * 10 ^ 6 = 10 ^ 8 / T * 10 ^ 6 = 100 / T

 

MIPS rate

	Computer A	Computer B	Computer C
Program1	100 / 1 = 100	100 / 10 = 10	100 / 100 = 1
Program 2	100 / 500 = 0.2	100 / 100 =  1	100 / 20 = 5
Program 3	100 / 500 = 0.2	100 / 1000 = 0.1	100 / 50 = 2
Program 4	100 / 100 = 1	100 / 800 = 0.125	100 / 50 = 2

 

 

 

 

[참고서] : Computer Organization & Architecture: designing and performance, 8/E, William Stallings