计算 CPU 中每条指令的总时钟周期

Question

我在读一些大学 material，我发现要计算 CPU 的 CPI（每条指令的时钟周期），我们使用以下公式：

CPI = Total execution cycles / executed instructions count

这很清楚并且确实有道理，但是对于这个例子，它说 n 指令已经被执行：

instruction type   frequency     relative CPI
1                      50%            3
2                      20%            4
3                      30%            5

为什么总CPI等于3*0.5+4*0.2+5*0.3 = 3.8而不是3.8/3 = 1.26，因为按照上面的公式，总共执行了3条指令，还是我对公式的理解有误？

Answer 1

公式是正确的，但您没有正确阅读table。

instruction type   frequency     relative CPI
1                      50%            3
2                      20%            4
3                      30%            5

第一行表示您有一条使用 3 CPI 的指令，并且该指令的频率为 50%，这基本上意味着您程序中的每第二条指令都是该指令。

指令 2 需要 4 个 CPI 才能执行，但在您的程序中只出现了 20%。指令 3 需要 5 个 CPI 但发生了 30%。

因此你计算0.5 * 3 + 0.2 * 4 + 0.3 + 5 = 3.8。 基本上是平均CPI

假设您有以下程序：

INS_1   3 CPI
INS_3   5 CPI
INS_1   3 CPI
INS_3   5 CPI
INS_2   4 CPI
INS_1   3 CPI
INS_3   5 CPI
INS_2   4 CPI
INS_1   3 CPI
INS_1   3 CPI 
--------------
       38 CPI / 10 (Instructions) = 3.8

计算 CPU 中每条指令的总时钟周期

Calculating the total clock cycles per instruction in a CPU

cpu

pipeline

mips