CPU time

CPU Time = CPU Clock Cycle x Clock Cycle Time = CPU Clock Cycle / Clock Rate

Performance는 다음과 같이 하여 향상시킬 수 있다

• CPU Time이 짧을수록 Performance가 향상되므로
  • CPU Clock Cycle 또는 Clock Cycle Time을 감소시키기
  • Clock Rate 증가시키기 = Clock Period 감소시키기
• 보통 clock rate를 높이면 cycle count도 늘어나게 되어있다. 하드웨어 디자이너는 이 trade -off를 잘 조절하여 적당한 포인트를 찾아야 하겠다.

<예제>

컴퓨터 A : 2GHz clock(=clock rate), 10s CPU Time

컴퓨터 B : 6s의 CPU Time이 목표, 더 빠른 clock가능하지만 1.2 x clock cycle을 유발한다.

Q. 컴퓨터 B의 clock은 얼마나 빨라져야 하는가?

[풀이]

Clock Rate_B = Clock Cycles_B / CPU TIme_B = 1.2 x Clock Cycles_A / 6s

Clock Cycles_A = CPU Time_A x Clock Rate_A = 10s x 2GHz = 20 x 10^9

Clock Rate_B = 1.2 x 20 x 10^9 / 6s = 24 x 10^9 / 6s = 4GHz

Instruction Count and CPI

Cycle per Instruction = CPI = 하나의 명령어 실행에 몇 cycle이 걸리냐

Instruction Count = 명령어 수

Clock Cycles = Instruction Count x CPI CPU Time = Instruction Count x CPI x Clock Cycle Time = Instruction Count x CPI / Clock Rate

Instruction Count

• program(의 알고리즘), ISA(Instruction set architecture), Compiler에 의해 결정된다

ISA란? 마이크로프로세서가 인식해서 기능을 이해하고 실행할 수 있는 기계어 명령어를 말한다. 마이크로프로세서마다 기계어 코드의 길이와 숫자 코드가 다르다. 명령어의 각 비트는 기능적으로 분할하여 의미를 부여하고 숫자화한다. 프로그램 개발자가 숫자로 프로그램하기가 불편하므로 기계어와 일대일로 문자화한 것이 어셈블리어이다. [위키백과]