こんにちは、まさとです。
CPUが早い遅いってどうやって決まってるの？
任せてください！CPUには性能指標というものがありますので
解説していきますね！
コンピュータの処理能力を語る上で欠かせないのが、CPUの性能です。
当然のことですが、CPUが高速であればあるほどコンピュータの性能が高くなります。
遅いパソコンと、早いパソコンどっちがほしいと
聞かれればもちろん早いパソコンですよね。
でも性能を比べようと思うと
何か統一された基準がないと比べようがないですよね。
もしメートルという単位がなかったら
どうやって長さを比べようか、となるわけです。
CPUにも単位がありまして、それがクロック周波数と呼ばれるものです。
では詳しく見ていきましょう！
クロック周波数とは
コンピュータには様々な装置が入ってますよね。
CPUとかメモリとかHDDとかでしょ
その通り！それらがバラバラで動くと
コンピュータは動作しません。
なのでクロックと呼ばれる周期的な信号に合わせて
動くのが決まりになっているんですよ。
上図のようにクロックはチクタクと動いていて
1チクタクのことを1クロックと呼びます！
つまりこの１クロックの周期の時間が短いほど
より多くの処理ができるといったことになります。
一秒間に何回クロックできるかをクロック周波数と呼びます。
単位はHzです！
例えば1クロック周波数1GHzのCPUだった場合に1秒間に10億回
クロックしていることになります。
1KB（キロバイト）＝1024バイト
1MB（メガバイト）＝1024KB（約100万バイト）
1GB（ギガバイト）＝1024MB（約10億バイト）
1TB（テラバイト）＝1024GB（約１兆バイト）
1秒間に10億回、、
人間には理解できないスピードだね
性能指標 CPIとは
CPI(Clock cycles Per Instruction)というのは名前の通り
1つの命令に対して何クロック必要かを表すものです。
上図の場合だと2クロックの間に1命令実行しているので
2CPIです。
これは数値が小さいほどより多くの命令を実行できるので
高性能だと言えます。
性能指標 MIPSとは
MIPS(Million Instructions Per Second)
こちらも名前の通り一秒間に
何個命令を実行できるかを表しています。
こちらは数値が大きくなってしまうので
Million、つまり100万単位で表します。
例えば、20MIPSのCPUとすると
1秒間に2000万個の命令が実行できるということです。
一秒間に処理できる命令の数は多ければ多いほど、
たくさんの処理ができるので高性能と言えます。
命令ミックスとは
CPUにはデコードといった命令を解読する処理が
あることを覚えていますでしょうか？
もしわからないよという方は是非下の記事を一読していただくと
より理解が深まるかと思います！
CPUが解読する命令というのは一つに限りません。
命令というのはいくつか種類があり、
その種類に応じて、実行に必要なクロック数が変わってきます。
つまりCPIの値が一定ではないということですね。
じゃあMIPSはどうやって計算するの？
命令にごとに計算するってこと？
そこでよく使われる命令を
一つにした命令ミックスというものがあります。
| 命令種別 | 実行時間(クロック) | 出現頻度(%) |
| 命令１ | 10 | 60 |
| 命令２ | 5 | 40 |
例えば上記のような命令をミックスしようとします。
命令１ 10クロック ✖️ 60% = 6
命令２ ５クロック ✖️ 40% = 2
つまり命令１と命令２のMIPSは平均すると
6+2 ＝ 8MIPSになるというわけです。
最後に
いかがだったでしょうか。
今回の内容をまとめます。
- クロック周波数とは
- 性能指標 CPIとは
- 性能指標 MIPSとは
- 命令ミックスとは
お疲れ様でした。
今度電気屋さんに行ったときに
見てみるよ。
このCPUは早いねぇとか言って
イキリ散らかしてくるわ
今回はCPUの性能指標について
解説してきました。
性能指標の単位、
計算方法など
この二つがすぐに答えれるようになってくださいね！
以上、まさとでした。
