[体系结构学习笔记1-3] 计算机系统的评价标准
[1.3.1] 性能
1. MIPS(Million Instructions Per Second)
- Fz为处理机的工作主频
- CPI (Cycles Per Instruction)为每条指令所需的平均时钟周期数
- IPC (Instruction Per Cycle)为每个时钟周期平均执行的指令条数
2. MFLOPS(Million Floating Point Operations Per Second)
- 只能反映机器执行浮点操作的性能,并不能反映机器的整体性能(如编译性能)
- 基于浮点操作而非指令,比较适合用于衡量处理机中向量运算性能
- 会随着整数和浮点数的比例、快递浮点操作与慢速浮点操作的比例不同而不同
- 一般认为 1 MFLOPS≈1 MIPS
3. 性能的比较
计算机的性能通常用峰值性能和持续性能来评价
持续性能的表示
算术性能平均值
算术性能平均值
Am是
n道程序运算速度或运算时间的算术平均值
- 以速度评价
Am=n1i=1∑nRi=n1i=1∑nTi1
其中
Ri是第i个程序的执行速率;
Ti是第i个程序的执行时间
-
以执行时间评价
Am=n1i=1∑nTi
-
加权算术平均(在工作负荷中各个程序出现的比例不同)
Am=i=1∑nαiRi=i=1∑nTiαi
调和性能平均值
- 调和性能平均值
Hm(以时间评价)
Hm=∑i=1nRi1n=∑i=1nTin=T1+T2+⋯+Tnn
Hm的值与运行全部程序所需要的时间
∑i=1nTi 成反比,用他来衡量计算机的时间(速度)性能比较准确
- 加权调和平均
Hm=(i=1∑nαiTi)−1=(i=1∑nRiαi)−1
几何性能平均值
- 几何性能平均值
Gm
Gm=ni=1∏nRi
=ni=1∏nTi1
对不同机器进行性能比较时,可以对性能采取归一化处理,以某一台机器的性能作为参考标准,即
Ri是第
i个程序相对于参考机器归一化后的运行速率
几何平均速度与所参考的机器无关,不论哪台机器做参考机,
Gm均能够正确反映结果的一致性:
Gm>1的机器性能相对较好,
Gm<1的机器的相对性能较差