Instruction Set Architecture

• 명령어 집합 구조라는 뜻으로, Hardware가 기계어에 따른 동작을 수행할 때, ISA를 통해 기계어를 해석하고 그에 맞는 동작을 수행하도록 하는 API이다.
• Example)
  MIPS Architecture에서는 High-Level코드가 32개의 bit로 구성되어 이 32개의 bit를 통해서 Processor가 어떤 일을 수행하도록 하는데, 이 32개의 bit를 어떻게 구성시킬 것인지, 이 구성된 bit들이 Hardware에서 어떻게 동작되도록 할 것인지에 대한 약속이다.

Assembly Language

• High-Level Code와 기계어 사이의 추상적인 레이어
• bit로 구성된 명령어를 개발자가 보다 쉽게 이해하기 위해 표현하는 방식이다.

---

Performance

• 1 / Execution Time

Clock Cycle Time

• 한 Clock Cycle을 수행하는데 걸리는 시간

Clock Rate

• 시간 단위동안 몇 번의 Clock Cycle을 수행할 수 있는지( 보통 1second의 단위 )
  Clock Rate = 1 / Clock Cycle Time

Execution Time

• Clock Cycle Counts * Clock Cycle Time
• Clock Cycle Counts / Clock Rate
• ( 각 Instruction이 필요로 하는 Clock Cycle의 개수 해당 Instruction의 개수 )의 합 Clock Cycle Time
  Ex) ALU 명령어는 3Clock Cycle이 필요하고 명령어 개수는 4개 → ALU는 총 12개의 Clock Cycle
• CPI Instruction Count Clock Cycle Time

CPI ( Clock cycles Per Instruction )

• ( 각 명령어가 차지하는 비율 * 각 명령어의 Clock Cycle 필요수 )들의 합
• CPI * Instruction count = 전체 Clock Cycle counts

벤치마크

• 하드웨어(프로세서)의 성능을 평가하는 지표

Amdahl's Law(암달의 법칙)

어떤 명령어의 수행시간을 짧게 줄여 전체 실행시간을 줄이려고 할 때, 적용해야 하는 규칙

Execution Time After Improvement

• Extime(new) = Extime(old) * ( 1- enhanced portion + enhanced portion / Speedup )
• Ex ) Extime이 3초인 10%의 ALU 연산을 2배 빨리 했다.
  Extime(new) = 3 (0.9 + 0.1/2) = 3 0.95 = 2.85

- 전체 Instruction중에 많은 부분을 차지하는 Instruction의 성능을 향상 시켜야 한다.

MIPS

• Million Instructions per second → 1초에 몇 백만개의 명령어 수행 가능한지
• MIPS는 명령어 마다 다른 Clock Cycle을 가진다는 것을 인지하지 못한다.