计算机性能是计算机系统完成的工作量。计算机性能中的性能这个词的意思是“计算机执行它应该做的工作的情况如何?”。它基本上取决于计算机系统的响应时间、吞吐量和执行时间。
响应时间是任务从开始到完成的时间。这还包括:
- 操作系统开销。
- 等待 I/O 和其他进程
- 访问磁盘和内存
- 在 CPU 上执行的时间或执行时间。
吞吐量是在给定时间内完成的工作总量。
CPU 执行时间是 CPU 在给定任务上花费计算的总时间。它还不包括 I/O 或运行其他程序的时间。这也简称为 CPU 时间。
性能由执行时间决定,因为性能与执行时间成反比。
Performance = (1 / Execution time)
和,
(Performance of A / Performance of B)
= (Execution Time of B / Execution Time of A)
如果给定处理器 A 比处理器 B 快,则意味着 A 的执行时间小于 B 的执行时间。因此,A 的性能大于 B 的性能。
例子 –
机器 A 在 100 秒内运行一个程序,机器 B 在 125 秒内运行相同的程序
(Performance of A / Performance of B)
= (Execution Time of B / Execution Time of A)
= 125 / 100 = 1.25
这意味着机器 A 比机器 B 快 1.25 倍。
并且,执行给定程序的时间可以计算为:
Execution time = CPU clock cycles x clock cycle time
由于时钟周期时间和时钟频率是倒数,所以,
Execution time = CPU clock cycles / clock rate
CPU时钟周期数可以通过以下方式确定,
CPU clock cycles
= (No. of instructions / Program ) x (Clock cycles / Instruction)
= Instruction Count x CPI
这使,
Execution time
= Instruction Count x CPI x clock cycle time
= Instruction Count x CPI / clock rate
CPU 执行时间的单位是:
如何提高性能?
要提高性能,您可以:
- 使用新硬件降低 CPI(每条指令的时钟周期)。
- 通过减少传播延迟或使用流水线来减少时钟时间或增加时钟速率。
- 减少所需的周期数或改进 ISA 或编译器。