コンピュータアーキテクチャ

教えてください！

クロックサイクルが60nsのプロセッサAとクロックサイクルが30nsのBがあり、各プロセッサが命令を実行するのに、必要なクロックサイクルおよび、プログラム中での各命令の出現頻度(使用確率）が下表に従うとする。ここで、システムのプロセッサをAからBに置き換えた場合の平均的な性能向上率を求めよ。

プロセッサA
　　　　　クロックサイクル数　命令の出現頻度
加減算命令　　　　８　　　　　　　　60%
乗除算命令　　　　３　　　　　　　　10%
無条件分岐　　　　２　　　　　　　　30%

プロセッサB
　　　　　クロックサイクル数　命令の出現頻度
加減算命令　　　　２　　　　　　　　50%
乗除算命令　　　　６　　　　　　　　20%
無条件分岐　　　　４　　　　　　　　30%

No.3 ベストアンサー 回答者： ybnormal 回答日時： 2014/12/30 14:39

プロセッサによって命令頻度が異なるということはないので、異なるコードをＡ、Ｂそれぞれで実行したものだと解釈します。

仮に、プログラム中に命令が全部でＸあるとします。

プロセッサＡでは、それぞれの命令の出現数は、
加減算　X*0.6
乗除算　X*0.1
分岐　　X*0.3
それぞれが必要とするサイクル数は、
加減算　X*0.6*8
乗除算 X*0.1*3
分岐 X*0.3*2
でサイクルタイムが60nsなので、この全命令Ｘを実行するのに必要な時間は
(X*0.6*8 + X*0.1*3 + X*0.3*2) * 60(ns)

同様にして、プロセッサＢでは全命令Ｘを実行するのに必要な時間は、
(X*0.5*2 + X*0.2*6 + X*0.3*4) * 30(ns)

これらの比率をとればＸは消えます。Ａ，Ｂの性能差は比率でいうと、
(0.6*8+0.1*3+0.3*2)*60 / (0.5*2+0.2*6+0.3*4)*30 = ???

No.2 回答者： Cupper-2 回答日時： 2014/12/29 23:52

その設問ではプロセッサＡのシステムで動いていたプログラムをブロセッサＢのシステムで動かした場合の性能向上率を求める内容になっていますね。

（ブロセッサＢのシステム下で動かしていたプログラムは関係ない）

そんなですので、
プロセッサＡで動かすプログラムの中で使われる命令の出現頻度を使い
全体のプログラムを実行した場合、何クロックサイクル必要になるのかを求めてみましょう。
（１００ある命令の中の６０％が加減算命令・・・のように考えればＯＫ）
でもって１クロックあたりの時間を掛ければ比較できる数値になります。

No.1 回答者： ok-kaneto 回答日時： 2014/12/29 22:39

ヒント。

プロセッサA
(命令のサイクル数*出現頻度)の総和=平均必要サイクル数
必要サイクル数*60ns=平均命令実行時間


プロセッサB
(各命令のサイクル数*出現頻度)の総和=平均必要サイクル数
必要サイクル数*30ns=平均命令実行時間