Lectures / 03
.pdf
Организация ЭВМ и систем
Лекция 3
Производительность
компьютера
Единицы измерения
производительности процессоров
•MIPS (Million Instructions Per Second)
миллионов операций в секунду
•MFLOPS (Million Floating Point Operations Per Second)
миллионов операций с плавающей точкой в секунду
MIPS для процессоров Intel
• 8086 |
0.8 |
MIPS |
• 80286 |
2.7 |
MIPS |
• 80386 |
6 |
MIPS |
• 80486 |
20 |
MIPS |
• Pentium |
100 |
MIPS |
• Pentium Pro |
440 |
MIPS |
• Pentium II |
466 |
MIPS |
• Pentium III |
1000 |
MIPS |
Пример
|
Производитель |
|
Число команд |
Время |
|
|
|||
|
|
выполнения |
||
|
ность, MIPS |
|
в программе A |
|
|
|
|
|
программы A |
Процес |
0.5 103 |
|
103 |
2 10-6 |
сор 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Процес |
103 |
|
2.5 103 |
2.5 10-6 |
сор 2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценка производительности
SPECi = |
Ti ЭТ |
|
Ti КОНТР |
||
|
где Ti ЭТ - время выполнения i-ой программы на эталонном компьютере
Ti КОНТР - время выполнения i-ой программы на тестируемом компьютере
|
n |
1 |
SPECкоэфф = |
|
|
|
||
(∏SPECi ) n |
||
i=1
Единицы измерения тактовой
частоты
R= 1/P - тактовая частота,
где P - длительность тактового импульса
1 Герц (Гц) - один такт в секунду; 1 МГц = 1 000 000 тактов в секунду
=106 с-1 (тактовый период = 1 мкс);
1ГГц = 1 000 000 000 тактов в сек
=109 с-1 (тактовый период = 1 нс).
Формула для вычисления
производительности
T = NR× S с
• T - процессорное время, необходимое для
выполнения программы
• N - количество команд машинного языка в
программе
• S - среднее количество базовых шагов в
одной команде
• R - тактовая частота
Использование кэш-памяти
Процессор
Кэш- |
Основная |
|
память |
||
память |
||
|
Шина |
Использование буфера выборки с
упреждением (Prefetch Queue)
Исполните
льное
устройство
Процессор
Регистры |
|
|
Устрой |
|
|
Л |
|
Данные |
|||
интер |
|
||||
|
|
|
ство |
|
|
|
А |
|
шинно |
|
|
|
|
го |
|
|
|
|
У |
|
фейса |
|
Адрес |
|
|
|
|
||
|
|
|
(BIU) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Prefetch УУ Queue
Конвейерное выполнение команд
Стадии выполнения команды: Opcode - выборка команды
Decode - декодирование команды Address - вычисление адреса операндов Values - выборка операндов Compute - вычисление результата Store - сохранение результата