対話式で記憶に残る応用情報：CPI(Cycles Per Instruction)

こんにちは、おゆかよです。
この記事では「CPI・動作周波数・1秒間に実行できる命令数」の関係について学べます。
数式で見ると難しそうだけど、対話形式でわかりやすく覚えられるようにしました！^^

CPI・動作周波数・命令数の関係

わたし

博士〜！「CPI」ってやつと「動作周波数」とか「1秒間に実行できる命令数」の関係がよくわからなくて……。式も出てくるし、ちょっと混乱してます！

博士

よしよし、それはよく出る大事なテーマだから、しっかり理解しておこうね。
まず用語から整理しようか。

用語の確認

わたし

ふむふむ、CPIが低い方が速く処理できるってこと？

博士

そうだよ！1命令にかかるクロック数が少ないほど、処理が速くなるということだね。

わたし

じゃあ、命令数を計算するにはどうしたらいいの？

博士

それには次の式を使うよ。

命令数を求める式

1秒間の命令数=動作周波数​ / CPI

わたし

じゃあ例えば、動作周波数が2GHzで、CPIが2だったら？

博士

計算してみよう！

わたし

なるほど〜！じゃあ、動作周波数が高くて、CPIが低いと、いっぱい命令が実行できるってことだね？

博士

その通り！処理性能は、動作周波数が高く、CPIが小さいほど高いということになるんだ。

まとめて図で見てみよう！

🔽 イメージ図：命令数の関係

まとめ

• CPIは「1命令あたりのクロック数」
• 動作周波数は「1秒あたりのクロック数」
• 命令数/秒 = 動作周波数 ÷ CPI
• 処理性能を上げたいなら「動作周波数↑・CPI↓」が基本！