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En la arquitectura de la computadora , las instrucciones por ciclo ( IPC ), comúnmente llamadas instrucciones por reloj, son un aspecto del desempeño de un procesador : el número promedio de instrucciones ejecutadas para cada ciclo de reloj . Es el inverso multiplicativo de ciclos por instrucción . [1]
Explicación [ editar ]
Cálculo de IPC [ editar ]
El cálculo de IPC se realiza ejecutando un fragmento de código establecido, calculando el número de instrucciones a nivel de máquina necesarias para completarlo, luego utilizando temporizadores de alto rendimiento para calcular el número de ciclos de reloj necesarios para completarlo en el hardware real. El resultado final proviene de dividir el número de instrucciones por el número de ciclos de reloj de la CPU.
El número de instrucciones por segundo y operaciones de coma flotante por segundo para un procesador se puede derivar multiplicando el número de instrucciones por ciclo con la frecuencia de reloj (ciclos por segundo expresados en Hertz ) del procesador en cuestión. El número de instrucciones por segundo es un indicador aproximado del rendimiento probable del procesador.
El número de instrucciones ejecutadas por reloj no es una constante para un procesador dado; depende de cómo el software en particular que se está ejecutando interactúa con el procesador y, de hecho, con toda la máquina, particularmente con la jerarquía de la memoria . Sin embargo, ciertas características del procesador tienden a conducir a diseños que tienen valores de IPC más altos que el promedio; la presencia de múltiples unidades lógicas aritméticas (una ALU es un subsistema de procesador que puede realizar operaciones aritméticas y lógicas elementales) y canalizaciones cortas. Al comparar diferentes conjuntos de instrucciones, un conjunto de instrucciones más simple puede conducir a una cifra de IPC más alta que una implementación de un conjunto de instrucciones más complejo utilizando la misma tecnología de chip; sin embargo, el conjunto de instrucciones más complejo puede lograr un trabajo más útil con menos instrucciones. Como tal, comparar cifras de IPC entre diferentes conjuntos de instrucciones (por ejemplo, x86 vs ARM) generalmente no tiene sentido.
Factores que gobiernan la IPC [ editar ]
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Se puede lograr un nivel dado de instrucciones por segundo con un IPC alto y una velocidad de reloj baja (como AMD Athlon y las primeras series Core de Intel ), o desde un IPC bajo y una velocidad de reloj alta (como Intel Pentium 4 y una menor extensión de la Bulldozer AMD ). Ambos son diseños de procesadores válidos, y la elección entre los dos a menudo viene dictada por la historia, las limitaciones de ingeniería o las presiones de marketing. [ investigación original? ] Sin embargo, un IPC alto con una frecuencia alta siempre dará el mejor rendimiento.
Velocidad de la computadora [ editar ]
El trabajo útil que se puede realizar con cualquier computadora depende de muchos factores además de la velocidad del procesador. Estos factores incluyen la arquitectura del conjunto de instrucciones , la microarquitectura del procesador y la organización del sistema informático (como el diseño del sistema de almacenamiento en disco y las capacidades y rendimiento de otros dispositivos conectados), la eficiencia del sistema operativo y, lo más importante, la alta -Diseño de nivel del software de aplicación en uso.
Para los usuarios y compradores de un sistema informático, las instrucciones por reloj no son una indicación particularmente útil del rendimiento de su sistema. Para una medida precisa del rendimiento relevante para ellos, las evaluaciones comparativas de aplicaciones son mucho más útiles. El conocimiento de su existencia es útil, ya que proporciona un ejemplo fácil de comprender de por qué la velocidad del reloj no es el único factor relevante para el rendimiento de la computadora.
Ver también [ editar ]
- Instrucciones por segundo
- Ciclos por instrucción
- FLOPS
- Mito de los megahercios
- Benchmark (informática)
Referencias [ editar ]
- ^ John L. Hennessy, David A. Patterson. " Arquitectura informática: un enfoque cuantitativo ". 2007.
