How to measure performance
- Need to know which system is better
- Time : The time from start to completion
CPU Execution time
- Rate : How many tasks are completed per unit time
MIPS, MFOPS
- Ratio : Relative Performance
Arithmetic mean, Harmonic mean, Geometric mean
1. CPU(Execution) time
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Spent actual CPU time from start to completion on a given program
- 낮을 수록 좋음
- Unpredictable because it includes everything
-
Clock Cycle (Hz) : Program을 처리하는데 CPU가 몇개의 Clock을 사용하는지를 나타낸다.
- IC x CPI
- 낮을 수록 좋음
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Clock Cycle Time(Clock Period) : 하나의 Clock Cycle에 대한 수행시간을 의미한다.
- 낮을 수록 좋음
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Clock Rate(Clock Frequency) : 초당 Cycle
- Reciprocal Relation with Clock Cycle Time
- Clock Cycle Time = 1 / Clock
- 높을 수록 좋음
- ex) 100Hz
-> 1초에 100개 싸이클 실행
-> 1개 싸이클에 대해서 수행시간은 1/100초
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CPU Time = IC x CPI x Clock Cycle Time OR IC x CPI / Clock Rate
- IC : the number of instructions per program
- CPI : clock cycles per instruction
- AVG CPI : total CPU clock cycle / total instruction count
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결론 : Performance 향상을 위해서 IC를 줄이고, 명령어 하나 당 필요한 cycle을 줄이고, clock cycle time을 줄여야한다!
2. Rate(MIPS)
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Million Instructions Per Seconds 의 약어로 단위시간당 처리량을 기준으로 Performance 를 측정한다.
MIPS = IC / CPU Time x 10^6 or Clock Rate / CPI x 10^6
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MIPS가 클수록 Performance가 우수하다고 볼 수 있으므로 직관적으로 이해하기 쉽다.
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명령어의 처리 속도를 나타내고 있지만 명령어가 얼마나 많은 일을 수행하는지 알 수 없기 때문에 정확한 측정 방법은 아니다.
3. Benchmarks
- Mimic a particular type of workload or application on a computer system to measure performance
- SPEC : to measure CPU performance
- TPC : server benchmark for measuring trasaction performance
4. Amdahl's Law
- 코드에서 병렬처리가 가능한 부분과 순차처리를 해야하는 부분으로 나누어 생각해볼 수 있다.
- 따라서, 아무리 프로세스의 갯수를 늘리더라도 성능개선의 한계가 있다.
- 또한, 일부성능의 개선이 전체성능의 개선으로 이어지는데에 한계가 있다.
- 직접적인 해결방안 : 가장 빈번하게 사용되는 부분을 공략
- n : the number of processors
- f : Fraction of code
- 1 - f : code that should be executed serially
- f / n : code that can be executed parallelly
- if n goes to infinity -> 1 / (1 - f)
