Evaluarea performanțelor procesorului a unității de măsură performanța PC-ului

Evaluarea performanțelor 3. Procesor

Unitatea de măsură a performanței computerului este timpul de un computer care execută aceeași cantitate de muncă în mai puțin timp este mai rapid. Executarea oricărui program se măsoară în secunde. Adesea, performanța este măsurată ca rata de apariție a unui anumit număr de evenimente pe secundă, astfel încât mai puțin timp înseamnă o mai mare productivitate.

Cu toate acestea, în funcție de ceea ce noi credem că timpul poate fi definit în diverse moduri. Cel mai simplu mod de a determina timpul numit timpul astronomic, timp de răspuns (timpul de răspuns), timpul de execuție (timpul de execuție) sau timpul scurs (timpul scurs). Această întârziere a misiunii, care include totul: procesorul, accesul la disc, acces de memorie, I / O și costurile sistemului de linii aeriene de operare. Cu toate acestea, atunci când se lucrează în modul multitasking în I / O așteptați pentru un singur program, procesorul poate executa un alt program, iar sistemul nu va reduce în mod necesar timpul de execuție a acestui program special.

Pentru a măsura timpul CPU pe program, o opțiune specială - timpul CPU (timp CPU), care nu include O dată când am / așteptați sau run-time a unui alt program. Evident, timpul de răspuns văzut de către utilizator, este timpul total al programului, în loc de timpul procesorului. timp CPU pot fi împărțite în continuare în timpul petrecut în mod direct asupra performanței procesorului utilizatorului și numitul program de utilizator timp CPU și timp CPU petrecut în sarcinile de sistem de operare solicitate de program, și se numește timp de sistem CPU.

În unele cazuri, timpul de sistem CPU este ignorat din cauza unor posibile inexactități în măsurătorile efectuate de sistemul de operare, și, de asemenea, din cauza problemelor legate de compararea performanțelor mașinilor cu diferite sisteme de operare. Pe de altă parte, codul de sistem pe unele mașini este codul de utilizator pe de altă parte și, în plus, practic nici un program nu poate funcționa fără o parte a sistemului de operare. Prin urmare, atunci când măsurătorile de performanță CPU folosit de multe ori cantitatea de timp de utilizator și CPU sistem.

Cele mai multe procesoare de viteză moderne a proceselor de interacțiune a dispozitivelor funcționale se determină întârzieri nu naturale în aceste dispozitive, și este dată de un singur ceas sistem generat de generator de ceas unele, de obicei funcționează la o viteză constantă. evenimente discrete de timp sunt numite ceas de sincronizare (ceas căpușe), accident vascular cerebral simple (căpușe), perioadele de sincronizare (perioade de ceas), cicluri (cicluri) sau de sincronizare a ciclului (cicluri de ceas) calculatoare .Razrabotchiki sunt, de obicei vorbesc despre perioada de sincronizare, care este determinat fie de durata acesteia ( de exemplu, 10 nanosecunde) sau frecvență (de exemplu, 100 MHz). Durata perioadei de sincronizare este reciproca a sincronizării de frecvență.

Astfel, timpul CPU pentru un program poate fi exprimat în două moduri: numărul de cicluri de sincronizare pentru un anumit program, înmulțit cu durata ciclului de sincronizare, sau cantitatea de cicluri de ceas pentru program, împărțit la frecvența de ceas.

O caracteristică importantă, de multe ori publicate în rapoartele de procesoare, este numărul mediu de cicluri de ceas pe instrucțiune - CPI (cicluri de ceas pe instrucțiune). La un anumit număr de instrucțiuni executate în program, această opțiune vă permite să estimați rapid timpul CPU pentru program.

Astfel, performanța procesorului depinde de trei parametri: tact (sau frecvența) de sincronizare, numărul mediu de cicluri de ceas pentru comanda și numărul de instrucțiuni executate. Este imposibil de a modifica oricare dintre acești parametri, în mod izolat una de alta ca tehnologiile care stau la baza folosite pentru a schimba fiecare dintre acești parametri sunt interdependente: frecvența de sincronizare este determinată de tehnologia hardware și organizarea funcțională a procesorului; numărul mediu de cicluri pe echipa depinde de organizarea și set de instrucțiuni arhitectura funcțională; și numărul de instrucțiuni executate în program este determinat de arhitectura set de instrucțiuni și tehnologia compilator. Atunci când se compară cele două mașini, trebuie să ia în considerare toate cele trei componente, pentru a înțelege performanța relativă.

În căutarea pentru o unitate de măsură standard a performanței calculatoarelor care le-a fost de mai multe unități de populare, care rezultă în termeni mai prietenos au fost luate în mod artificial în afara contextului lor bine definit și utilizat acolo, ceea ce nu au fost niciodată intenționat. De fapt, singura măsură adecvată și fiabilă a performanței este executarea programelor reale, precum și toate înlocuirea propusă de acel moment ca unitate sau să înlocuiască programele actuale de măsurare ca obiecte de pe programele de sinteză numai induce în eroare.

Un procesor de unități de performanță alternative (în raport cu timpul de execuție) este MIPS - (milioane de instrucțiuni pe secundă). Există mai multe opțiuni diferite pentru interpretarea definitiilor MIPS.

În general, există operațiuni pe rata MIPS pe unitatea de timp, adică, pentru oricare din programul MIPS este pur și simplu raportul dintre numărul de echipe din program în momentul punerii sale în aplicare. Astfel, productivitatea poate fi definită ca o valoare inversă a timpului de execuție, cu atât mai repede aparatul va avea astfel un rating mai mare MIPS.

MIPS aspecte pozitive este că această caracteristică este ușor de înțeles, în special către cumpărător, și că mai repede mașina este caracterizată de un număr mare de MIPS, care corespunde cu noțiunile noastre intuitive. Cu toate acestea, utilizarea MIPS ca valoare pentru compararea se execută în trei probleme. În primul rând, depinde de setul de instrucțiuni procesorului MIPS, ceea ce face dificilă compararea pe calculatoare MIPS cu un set diferit de instrucțiuni. În al doilea rând, MIPS, chiar și pe același computer variază de la un program la altul. În al treilea rând, MIPS poate varia în raport cu performanța în direcția opusă.

Un exemplu clasic de acest din urmă caz ​​este rating-ul MIPS pentru a mașinii, care include un punct de coprocesor plutitoare. Deoarece în cazul general, orice comandă de virgulă mobilă necesită mai multe cicluri de ceas decât comanda întreg, atunci programul folosind plutitoare punctul coprocesor în loc de subrutine corespunzătoare de software executate în mai puțin timp, dar au un rating mai mic MIPS. În absența unei operațiuni coprocesor cu numere în virgulă mobilă sunt implementate folosind rutine care utilizează comenzile mai simple și aritmetică număr întreg, ca urmare, aceste mașini au un rating mai mare de MIPS, dar executa mai multe comenzi, astfel încât timpul total de execuție este mult crescut. anomalii similare sunt observate atunci când se utilizează compilatoare de optimizare, ca urmare a optimizării reduce numărul de comenzi executate în program, evaluare MIPS este redus și productivitatea este mărită.