CPU性能の評価指標

CPU性能は、クロック周波数だけでなく、命令数、命令当たりクロック数（CPI）、実行時間、命令ミックス、並列度等を組み合わせて評価します。

■ 試験で押さえるポイント

• クロック周期は1クロックの時間で周波数の逆数です。同じアーキテクチャなら周波数上昇は高速化要因ですが、CPIや命令数が違えば単純比較できません。

• MIPSは1秒当たり百万命令、FLOPSは1秒当たり浮動小数点演算回数ですが、命令の仕事量や精度が違うシステム間では注意が必要です。

• 実利用性能はキャッシュミス、主記憶、分岐、コア数、コンパイラ、電力制限等にも左右されるため、対象ワークロードの実行時間で比較します。

$\text{クロック周期}=\frac{1}{\text{クロック周波数}}$

$\text{CPU実行時間}=\text{命令数}\times\text{平均CPI}\times\text{クロック周期}$

$\mathrm{MIPS}=\frac{\text{1秒当たり実行命令数}}{10^6}$

■ 選択肢での判断ポイント

クロックが高くても命令数やCPIが大きければ速いとは限らず、実行時間で比較します。$\text{命令数}\times\mathrm{CPI}/\text{クロック周波数}$へ単位をそろえて代入します。

例: 命令数$10^9$、平均CPI 2、周波数2GHzなら、CPU実行時間は$10^9\times2/(2\times10^9)=1$秒です。