컴퓨터 구조

CPU Execution Time

• Clock

  • CPU는 전류의 On/Off 신호에 따라 작동된다.
    이 때 On -> Off가 한 번 진행될 때를 클럭이라 한다.

• CPI

  • Cycle per Instruction
  • 명령어 당 클럭
  • Clock / Instruction

• IC

  • Instruction Count
  • 프로그램의 명령어 개수
  • Instruction / Program

• Tck - ex) Tck = 0.333ns --> Clock Rate = 3GHz

  • Seconds per Cycle
  • 클럭 하나 당 걸리는 시간
  • Seconds / Cycle

• Tprogram = IC * CPI * Tck

  • $\frac{Seconds}{Program}=\frac{Instruction}{Program}\times\frac{Cycles}{Instruction}\times\frac{Seconds}{Cycle}$

Amdahl's Law

$SpeedUp=\dfrac{T_{old}}{[(1-f)+\frac{f}{a}\times T_{old}]}<\dfrac{1}{1-f}$

• 암달의 법칙

  • 위 식에서 $f$는 성능을 향상시킨 부분(비율, 0 ≤ $f$ ≤ 1)
  • $a$는 $f$의 속도가 얼마나 빨라졌는지를 나타낸다.
  • 암달의 법칙이란, 자주 사용되는 부분의 성능을 향상시켜야 프로그램 기능이 효과적으로 향상된다는 것이다.

위 그림에서 $f$가 0.9 이상 되어야 성능 개선 효과가 눈에 띄게 보인다는 것을 알 수 있다.

MIPS

$MIPS=\dfrac{Instruction\ Count}{Execution\ Time\times 10^6}$

• MIPS란, 초당 몇백만개의 명령어를 실행할 수 있는지를 나타낸다.
  • ex) MIPS = 2 --> 1초에 2,000,000개의 명령어 실행