kiến trúc máy tính võ tần phương chương ter03 note sinhvienzone com

Tóm tắt chương đánh giá hiệu suất
I. Tóm tắt lý thuyết
1. Các thuật ngữ:
- Performance: hiệu suất, khả năng
- CPI (Clock cycles Per Instruction): Số chu kỳ xung nhịp trên lệnh. Chia làm hai loại,
CPI của nhóm lệnh (vd: CPI của nhóm lệnh số học luận lý bằng 2 === mỗi lệnh số học
luận lý thực thi trong vòng 2 chu kỳ xung nhịp); CPI của chương trình (số chu kỳ xung
nhịp trung bình để thực thi xong một lệnh)
- IC (Instruction Count): số lệnh. Chia làm hai loại, tổng số lệnh thuộc cùng một nhóm
lệnh; tổng số lệnh của chương trình.
- Speed up: là tỷ lệ đánh giá nhanh chậm
- Thời gian thực thi được hiểu là thời gian chạy của một chương trình trên một máy tính
nào đó
- MIPS (Milion Instruction Per Second): triệu lệnh trên giây (Bộ xử lý A5 có thể thực
thi 1000 triệu lệnh trong một giây)
- Mô hình đánh giá hiệu suất của một chương trình P:

P { fact(50)}
Compiler C1

Hợp ngữ MIPS

Máy tính A
MIPS, 2.4GHz

Compiler C2
Hợp ngữ ARM

Máy tính B
ARM, 1.8GHz

Hiệu suất, speed up, thời gian thực thi ….
2. Công thức:
- Hiệu suất = 1/(Thời gian thực thi)
- X nhanh hơn Y n lần === Speed up = n = (Hiệu suất của X)/(Hiệu suất của Y) = (Thời
gian Y)/(Thời gian X)

Kiến trúc máy tính, CSE Fall 2013
CuuDuongThanCong.com

/>

-

II.

Thời gian thực thi = (thời gian một chu kỳ xung nhịp) * (tổng số chu kỳ xung nhịp để
thực thi chương trình)
Tổng số chu kỳ xung nhịp = tổng các tính (CPI nhóm lệnh * IC nhóm lệnh đó)
CPI của chương trình = (tổng số xung nhịp để thực thi chương trình)/(IC của chương
trình)
MIPS = (IC của chương trình)/(Thời gian thực thi * 10^6)
Amdahl's Law: Đánh giá Speed up tổng thể của việc cải tiến E nào đó. Công việc E
chiếm tỉ lệ f và được cải tiến s lần
Speed up (E) = 1/((1-f) + f/s)

Bài tập
Bài 1: Xem xét một bộ xử lý có tần số hoạt động 2Ghz. Tính thời gian thực thi của chương
trình với số lệnh của từng nhóm lệnh như bảng sau?

Thời gian thực thi = (500 × 1 + 50 × 5 + 100 × 5 + 50 × 2) × 0.5 × 10^–9 = 675 ns

Nếu tổng số lệnh load giảm đi một nửa, tính speedup và CPI?
Thời gian thực thi = (500 × 1 + 50 × 5 + 50 × 5 + 50 × 2) × 0.5 × 10^–9 = 550 ns
Speedup = 675/550 = 1.22
CPI = Execution Time x Clock rate/ Instruction Count
CPI = 550 x 10^-9 x 2 x 109/650 = 1.69
Bài 2: Cho bảng thông số của một chương trình P sau khi được biên dịch bằng trình biên dịch
C:

CPI

Nhóm lệnh số học/luận lý

Nhóm lệnh rẻ nhánh/nhảy

Nhóm lệnh thao tác bộ nhớ

2

3

5

9000

15000

Số lệnh 35000

a. Máy tính X chạy chương trình P có tần số hoạt động 3.4GHz. Tính thông số MIPS của
máy tính X.

b. Máy tính Y có chung kiến trúc tập lệnh với máy tính X, nhưng có CPI cho nhóm lệnh thao
tác bộ nhớ là 4. Biết máy tính Y có thông số MIPS bằng 1200. Tính tần số hoạt động của
máy tính Y, speed up của máy tính Y so với máy tính X khi chạy chương trình P.

Kiến trúc máy tính, CSE Fall 2013
CuuDuongThanCong.com

/>