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機械語と動作周波数について

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機械語と動作周波数について疑問点があります。

CPUの動作周波数は、「回路が処理の歩調をあわせるために用いる信号が、1秒間に何回発生するかを示す値のことである」
動作周波数

アセンブリ言語によって書かれたソースコードはアセンブルすることによって2進数の機械語になると思います。

CPUを購入するときに性能の表がありますよね。
インテル® Core™ i7-6700K プロセッサー

32bitアーキテクチャで命令の長さが固定だとします。
CPUとメインメモリを繋ぐ線の数は、32本とします。

この場合、一度に32bitのデータをCPUに送ることができますよね
つまり一度に1つの命令を送ることができると思います。

しかし

なぜ「何サイクルでいくつの命令が実行できる」という事が全く書かれていないのでしょうか??

(もしくは何サイクルで何ビット処理できるか)

プログラムによって異なるCPIという単位があります。
これはプログラムによって変わる値ですよね。
動作周波数 / プログラムの中の命令の数 = CPI

ところが、ハードウェア固有としての値として、何サイクルで何命令実行できるCPUです と書かれていないとCPUの性能が分からないですよね?
単に、動作周波数だけ書かれても早いなぁ~~と思うだけで、具体的にどれくらい早いのかわからないですよね・・・・

そのような値を調べるもしくは算出することはできませんか?
どなたか教えてください。

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回答 2

checkベストアンサー

+4

それは、命令ごと・CPUごとに実行時間がバラバラで、簡単なデータシートに書ける量ではないからです。

Intelの作ったx86命令の所要時間表PDFがありますが、これだけで17頁もあります。

投稿

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  • 2017/06/28 13:26

    ほおお・・・
    なるほど!!
    固定長の命令であっても処理する内容によって処理時間が伸びたり縮んだりするわけですね!!

    命令単位ではなく、「何サイクルで何bit処理できる」という指標ではダメなのでしょうか?

    キャンセル

  • 2017/06/28 13:30

    総合的な指標を出したければ、ベンチマークプログラムを走らせてその結果を見る、ということになりますが、これも物によって結果が違いますし、「ベンチマークプログラムが速く動くように手を入れる」など正確にならない事情もあります。

    キャンセル

  • 2017/06/28 13:36

    ふーーむ
    なるほど!
    意外と性能を知るのは難しいんですね。

    キャンセル

+1

命令ごとに実行クロック数が異なるのに加えて、命令列によってはパイプラインで並列実行できてしまったり、逆に分岐予測をはずした結果投機実行しかかっていたパイプラインを全部破棄することになったりなどクロック数を無駄にすることもあり、1クロック当たりの命令数というのはまったく定義できない数字となります。

とはいえ、「定義できない」で済ましてしまうと例えば別メーカー同士のCPU、クロック数は同じだけど同程度の性能なの? というのが読み取れません。

そこで、AMDは一時期「モデルナンバー」という数字をCPU製品に付けていました。「この数字のクロック数のIntel製CPUとざっくり同程度の性能」という表現です。ざっくりです。

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  • 2017/06/28 13:27

    モデルナンバー・・・そういうものがあるのは初めて知りました!!

    キャンセル

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