MIPS和CPI

Posted 2021-02-22 naturals

1.MIPS(Million Instructions Per Second)：单字长定点指令平均执行速度 Million Instructions Per Second的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。

存在的问题：

MIPS是指令执行的速率，规定了性能和执行时间成反比，越快的计算机具有越高的MIPS值。从表面看，MIPS既容易理解，又符合人的直觉。其实，用MIPS作为度量性能的指标存在三个问题。

首先，MIPS规定了指令执行的速率，但没有考虑指令的能力。我们没有办法用MIPS比较不同指令集的计算机，因为指令数肯定是不同的。

其次，在同一计算机上，不同的程序会有不同的MIPS，因而一台计算机不会只有一个MIPS值。例如，将执行时间用MIPS、CPI、时钟频率代入之后可得：

MIPS = 指令数/(执行时间 * 10^6) = 指令数 / (指令数 * CPI / 时钟频率 * 10^6) = 时钟频率 / (CPI * 10^6)

上图显示了SPEC2006在Intel Core i7上的CPI最大值和最小值是相差5倍的，MIPS也是如此。

最后一点，也是最重要的一点，如果一个新程序执行的指令数更多，但每条指令的执行速度更快，则MIPS的变化是性能无关的。

 

2.CPI（Clock cycle Per Instruction）表示执行某个程序的指令平均时钟周期数，可以用来衡量计算机运行速度。

　　CPI=TC/IC (IC[instruction counter]表示某个程序的所有指令的条数；TC表示执行某个程序所花费的时钟周期)

 

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