컴퓨터구조2 - 성능측정

성능 평가 지표

• Response time: task을 처리하는데 걸리는 시간
• Throughput: 주어진 시간 동안 처리할 수 있는 task의 양
• 단위 예시) tasks, transactions, … / per hour

상대적 성능 평가(Relative Performance)

성능(performance) = 1/실행 시간(execution time)
성능x/성능y = 실행시간y/실행시간x = n

Execution Time

경과 시간(elapsed time = wall clock time = response time): 결과를 내놓는데 걸리는 총 시간으로 다음 시간의 합으로 구한다.

• processing
• I/O
• OS overhead
• idle time

CPU Time

• 주어진 job을 처리하는데 걸리는 순수한 시간 (I/O, idle time 등 제외)
• CPU time: user CPU time, system CPU time
• CPU나 시스템 성능에 영향을 받음

CPU Clocking

Cpu clock: 매 clock period마다 digital operation을 처리한다. 그리고 state를 flip flop에 저장한다.
Clock period: 한 clock cycle의 지속 시간, ps(피코)나 ns(나노)로 표현
Clock frequency: 초당 사이클 개수, cycle period에 반비례, 주로 GHz(기가헤르츠)로 표현

과학/공학자라면 알아야 할 단위

큰 단위

	10^3:K(kilo)
	10^6:M(mega)
	10^9:G(giga)
	10^12:T(tera)
	10^15:P(peta)

작은 단위

	10^-3: milli
	10^-6: micro
	10^-9: nano
	10^-12: pico

CPU Time

CPU Time = CPU Clock Cycles * Clock Cycle Time = CPU Clock Cycles / Clock Rate

성능 개선 방법

• clock cycles 개수를 줄인다
• clock rate를 높인다

Clock Cycles

Clock Cycles = Instruction Count(개수) * Cycles per Instruction(CPI)

결론

CPU Time = Instruction Count CPI Clock Cycle time = Instruction Count * CPI / Clock Rate

• Instruction Count: ISA, compiler에 따라 변한다.
• CPI: cpu 하드웨어, instruction 조합에 따라 달라짐

성능에 영향을 미치는 요인

• 알고리즘(algorithm): 명령어 개수(instruction count)에 영향을 준다.
• 프로그래밍 언어(programming language): instrution count, cpi에 영향을 준다
• 컴파일러(compiler) : IC, CPI에 영향을 준다
• ISA(Instruction Set Architecture): instruction count, cpi(clocks per instruction), clock cycle time에 영향을 준다.

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