平均执行周期数(Cycle Per Instruction,CPI )是指 CPU 每执行一条指令所需的时钟周 期数。本题已经给出了三条指令的 CPI,那么平均 CPI 为:435%+345%+6*20%=3.95 最接近的是4 每秒百万级指令执行数量(Million Instructions Per Second,MIPS)=指令条数/(执行 时间×10^6)=主频/CPI=2.8G/4=700MIPS。
首先,我们来理解题目中给出的概念和公式。
平均执行周期数(CPI):它表示CPU执行每条指令所需的平均时钟周期数。在这个问题中,我们有三种不同的指令,每种指令有不同的CPI和执行比例。
每秒百万级指令执行数量(MIPS):这是一个衡量CPU性能的指标,表示每秒可以执行的百万条指令数。MIPS的计算公式是:
M
I
P
S
=
指令条数
执行时间
×
1
0
6
MIPS = \frac{指令条数}{执行时间 \times 10^6}
MIPS=执行时间×106指令条数
也可以简单理解为:
M
I
P
S
=
主频
C
P
I
MIPS = \frac{主频}{CPI}
MIPS=CPI主频
现在,我们来计算平均CPI和MIPS。
计算平均CPI
根据题目给出的数据,我们有三种指令的CPI和它们各自在总指令中的比例:
- 指令1:CPI = 4,占比 35%
- 指令2:CPI = 3,占比 45%
- 指令3:CPI = 6,占比 20%
平均CPI的计算公式是:
平均
C
P
I
=
4
×
0.35
+
3
×
0.45
+
6
×
0.20
平均CPI = 4 \times 0.35 + 3 \times 0.45 + 6 \times 0.20
平均CPI=4×0.35+3×0.45+6×0.20
平均
C
P
I
=
3.95
平均CPI = 3.95
平均CPI=3.95
所以,平均CPI为3.95,最接近的整数是4。
计算MIPS
题目中提到主频是2.8GHz(即2.8G)。使用MIPS的计算公式:
M
I
P
S
=
主频
C
P
I
MIPS = \frac{主频}{CPI}
MIPS=CPI主频
M
I
P
S
=
2.8
G
3.95
MIPS = \frac{2.8G}{3.95}
MIPS=3.952.8G
M
I
P
S
≈
709.37
MIPS \approx 709.37
MIPS≈709.37 MIPS
由于MIPS通常表示为整数,且考虑到四舍五入,我们可以将其近似为700MIPS。
综上所述,平均CPI为3.95(最接近4),每秒百万级指令执行数量(MIPS)约为700MIPS。