关于CPU性能公式的一点感悟

本文探讨了CPU性能公式的复杂性,并通过实例分析了两种针对FP指令优化的方案:降低FPSQR的CPI和减少所有FP的CPI。计算结果显示,降低FPSQR的CPI对整体性能提升更显著。

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CPU性能公式看似简单,但一点儿也不好用,在学习并行处理于体系结构这门课时,这个公式要计算问题代入真的不容易,需要好好理解,所以做一个回顾。

例:假设某测试程序中FP指令(包括FSPSQR)的执行频度为25%,FP指令的平均CPI4.0,其它指令的平均CPI=20;FPSQR指令的执行频度为2%,FPSQR指令的平均CPI=20。假设有两种设计方案:一种是将FPSQR的CPI减为2,另一种是将所有FP的CPI减为2.5,试利用CPU性能公式比较这两种设计方案。

原系统的CPI为:
CPI原系统=∑i=1N(CPIi∗(IiIC))CPI原系统=\sum_{i=1}^N(CPI_i * \left(\frac{I_i} {IC}\right))CPI=i=1N(CPIi(ICIi))=4x25%+1.33x75%=2.0

方案一:将FPSQR的CPI减为2
CPI方案1=CPI原系统-2%CPI老+2%CPI新=CPI原系统-2%(CPI老-CPI新)=2.0-2%x(20-2)=1.64

总结:CPU性能公式看似简单,但一点儿也不好用

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