Кіріспе

Компьютердің өңдеу жылдамдығын өлшеу (IPS) – компьютердің процессор жылдамдығын өлшеу бірлігі. Күрделі командалар жинағы бар компьютерлерде (CISC) әртүрлі командалар орындалуына әртүрлі уақыт кетіп, өлшенген мән командалар жинағына байланысты болады; тіпті бір отбасының процессорларын салыстыруда да IPS өлшемі қиындық тудыруы мүмкін. Көптеген жарияланған IPS мәндері жасанды командалар тізбегіндегі ең жоғары орындалу жылдамдығын көрсетеді, мұндай тізбектерде аз тармақталулар болады және кэшпен қақтығыс болмайды, ал нақты жұмыс жүктемелері IPS мәнін айтарлықтай төмендетеді. Жад иерархиясы да процессордың өнімділігіне үлкен әсер етеді, бірақ бұл мәселе IPS есептеулерінде көбінесе ескерілмейді. Осы мәселелерге байланысты, Dhrystone сияқты синтетикалық тесттер қазіргі кезде компьютердің кеңінен қолданылатын бағдарламалардағы өнімділігін бағалау үшін қолданылады, ал қара IPS қолданыстан шығып қалды. Бұл термин көбінесе метрикалық префикстермен (k, M, G, T, P немесе E) бірге секундына килокоманда (kIPS), секундына мегакоманда (MIPS), секундына гигакоманда (GIPS) және т.б. түрінде қолданылады. Бұрын TIPS кейде "мың IPS" үшін қолданылатын.

Секундасына мың нұсқау (TIPS/kIPS)

Стандарттық өлшемдер қолжетімді болғанға дейін компьютерлердің орташа өнімділігін анықтау үшін әртүрлі нұсқаулар жиынтығын есептеу қолданылатын, нәтижелер секундына мың нұсқау (kIPS) арқылы берілетін. Ең әйгілісі – 1959 жылы IBM-нің Джек Кларк Гибсон ғылыми салаларда қолдану үшін жасаған Гибсон Миксі. Коммерциялық қолдану үшін, қалқыма нүктелі операцияларды қамтымайтын, АДБ жиынтығы сияқты басқа да өлшемдер жасалды. Қазіргі микропроцессорлар секундына кемінде миллион нұсқау орындай алатындықтан, секундына мың нұсқау (kIPS) бірлігі бүгінде көбінесе қолданылмайды.

Гибсонның қоспасы

Гибсон компьютерлік нұсқауларды IBM 704 архитектурасына негізделген 12 сыныпқа бөлді, индекстеу уақытын ескеру үшін 13-ші сыныпты қосты. Салмақтар негізінен 704-те іске қосылған жеті ғылыми бағдарламаны талдау нәтижесінде алынды, сондай-ақ IBM 650 бағдарламаларының шағын үлесі де ескерілді. Жалпы есеп әр сыныптағы нұсқаулардың орташа орындалу жылдамдығының салмақталған қосындысынан тұрды. Гибсонның араласуы (%) 1. Дүңкеру және сақтау 31.2 2. Қатты нүктелі қосу және алу 6.1 3. Салыстыру 3.8 4. Тармақталу 16.6 5. Қабақты қосу және алу 6.9 6. Қабақты көбейту 3.8 7. Қабақты бөлу 1.5 8. Қатты нүктелі көбейту 0.6 9. Қатты нүктелі бөлу 0.2 10. Жылжыту 4.4 11. Логикалық, Және, Немесе және т.б. 1.6 12. Тіркелгілерді пайдаланбайтын нұсқаулар 5.3 13. Индекстеу 18 Барлығы 100

Секундасына миллион нұсқаулар (MIPS)

Берілген CPU жылдамдығы көптеген факторларға байланысты, мысалы, орындалатын нұсқаулардың түрі, орындалу реті және тармақталу нұсқауларының болуы (CPU құбырларында қиындық тудыратын). CPU нұсқауларының жылдамдығы сағат жиілігінен (әдетте Гц-те көрсетіледі) өзгеше, себебі әрбір нұсқауты толық орындау үшін бірнеше сағат циклы қажет болуы мүмкін, немесе процессор бірнеше тәуелсіз нұсқауларды бір уақытта орындауға қабілетті болуы мүмкін. MIPS ұқсас архитектурада жасалған процессорлардың (мысалы, Microchip брендінің микроконтроллерлері) өнімділігін салыстыру үшін пайдалы, бірақ әртүрлі CPU архитектураларын салыстыру қиын. Бұл 1980-ші жылдардың ортасында техникалық мамандар арасында "Процессор жылдамдығының мағынасыз көрсеткіші" немесе сирек жағдайда "Өнімділіктің мағынасыз индекстері" терминдерінің танымал болуына әкелді. Осы себепті MIPS нұсқауларды орындау жылдамдығын емес, анықталған шамамен салыстырылғандағы тапсырманы орындау жылдамдығын өлшеуге айналды. 1970-ші жылдардың соңында мини-компьютерлердің өнімділігі VAX MIPS арқылы салыстырылды, мұнда компьютерлердің өнімділігі 1 MIPS машинасы ретінде сатылған VAX 11/780-ке қатысты бағаланды. (Бұл өлшем VAX өнімділік бірлігі немесе VUP деп те белгілі болды.) Бұл 11/780 шамамен IBM System/370 модель 158–3-ке тең болғандықтан таңдалды, ол компьютерлік индустрияда 1 MIPS жылдамдықта жұмыс істейтін деп қабылданды. Көптеген мини-компьютерлердің өнімділік талаптары Фортран нұсқасындағы Whetstone эталонына негізделген, ол Секундына миллион Whetstone нұсқауларын (MWIPS) көрсетті. FPA бар VAX 11/780 (1977) 1.02 MWIPS жылдамдықта жұмыс істейді. MIPS жылдамдығы қолданылатын бағдарламалау тіліне өте байланысты. Whetstone есебінде ертедегі интерпретаторлар мен компиляторлардан бастап қазіргі тілдерге дейінгі компьютерлердің MWIPS жылдамдықтары көрсетілген кесте бар. Бірінші компьютерлік компилятор BASIC (1982) үшін жасалды, онда 4.8 МГц 8088/87 CPU 0.01 MWIPS нәтижесін алды. 2.4 ГГц Intel Core 2 Duo (1 CPU 2007) процессордағы нәтижелер BASIC интерпретаторы арқылы 9.7 MWIPS-тан, BASIC компиляторы арқылы 59 MWIPS-тан, 1987 жылғы Fortran арқылы 347 MWIPS-тан, HTML/Java арқылы 1,534 MWIPS-тан, заманауи C/C++ компиляторы арқылы 2,403 MWIPS-қа дейін өзгереді. Ең алғашқы 8 биттік және 16 биттік микропроцессорлар үшін өнімділік секундына мың нұсқаумен өлшенді (1000 кИПС = 1 МИПС). zMIPS – IBM өз орталық серверлерін (zSeries, IBM System z9 және IBM System z10) бағалау үшін ішкі түрде қолданатын MIPS өлшемін білдіреді. Секундына салмақталған миллион операциялар (WMOPS) – аудио кодектерде қолданылатын ұқсас өлшем.

Бір секундтағы нұсқаулардың уақыт реті

Процессор / Система Dhrystone MIPS или MIPS, и частота D инструкций в секунду D инструкций в секунду на ядро ГодИсточникUNIVAC I0.002 MIPS при 2.25 МГц0.00080.00081951IBM 7030 ("Stretch")1.200 MIPS при 3.30 МГц0.3640.3641961CDC 660010.00 MIPS при 10.00 МГц111965Intel 40040.092 MIPS при 0.740 МГц(Не Dhrystone)0.1240.1241971IBM System/370 Model 1580.640 MIPS при 8.696 МГц0.07360.07361972Intel 80800.290 MIPS при 2.000 МГц(Не Dhrystone)0.1450.1451974Cray 1160.0 MIPS при 80.00 МГц221975MOS Technology 65020.430 MIPS при 1.000 МГц0.430.431975Intel 8080A0.435 MIPS при 3.000 МГц(Не Dhrystone)0.1450.1451976IBM System/370 Model 158 30.730 MIPS при 8.696 МГц0.08390.08391977Intel 80880.750 MIPS при 10.00 МГц0.0750.0751979Intel 8035/8039/80486 MIPS при 6 МГц(Не Dhrystone)111980Fujitsu MB8843/MB88446 MIPS при 6 МГц(Не Dhrystone)111980Motorola 68021.79 MIPS при 3.58 МГц0.50.51981Zilog Z8001/Z8002B2.5 MIPS при 10 МГц0.250.251981NEC V204 MIPS при 8 МГц(Не Dhrystone)0.50.51982LINKS 1 Computer Graphics System (257 процессор)642.5 MIPS при 10 МГц2.50.251982Texas Instruments TMS320105 MIPS при 20 МГц0.250.251983NEC V305 MIPS при 10 МГц(Не Dhrystone)0.50.51983Intel i386DX2.15 MIPS при 16 МГц0.1340.1341985Sega System 16 (4 процессора)16.33 MIPS при 10 МГц4.0831.0201985ARM24 MIPS при 8 МГц0.50.51986Texas Instruments TMS340106 MIPS при 50 МГц0.120.121986NEC V706.6 MIPS при 20 МГц0.330.331987Motorola 680309 MIPS при 25 МГц0.360.361987Texas Instruments TMS320C2012.5 MIPS при 25 МГц0.50.51987Analog Devices ADSP 210012.5 MIPS при 12.5 МГц111987Texas Instruments TMS320C2525 MIPS при 50 МГц0.50.51987Motorola 6803018 MIPS при 50 МГц0.360.361988Namco System 21 (10 процессоров)73.927 MIPS при 25 МГц2.9570.2961988Intel i386DX4.3 MIPS при 33 МГц0.130.131989Atari Hard Drivin' (7 процессоров)33.573 MIPS при 50 МГц0.6710.09591989NEC SX 3 (4 процессора)680 MIPS при 400 МГц1.70.4251989ARM312 MIPS при 25 МГц0.50.51989Motorola 6804044 MIPS при 40 МГц1.11.11990Namco System 21 (Galaxian³) (96 процессоров)1,660.386 MIPS при 40 МГц41.510.4321990AMD Am3869 MIPS при 40 МГц0.2250.2251991Intel i486DX11.1 MIPS при 33 МГц0.3360.3361993MIPS R440085 MIPS при 150 МГц0.5670.5671993IBM Motorola PowerPC 601157.7 MIPS при 80 МГц1.9711.9711993SGI Onyx RealityEngine2 (36 процессоров)2,640 MIPS при 150 МГц17.60.4891993Namco Magic Edge Hornet Simulator (36 процессоров)2,880 MIPS при 150 МГц19.20.5331993ARM740 MIPS при 45 МГц0.8890.8891994Intel DX470 MIPS при 100 МГц0.70.71994Microchip PIC16F5 MIPS при 20 МГц0.250.251995IBM Motorola PowerPC 603e188 MIPS при 133 МГц1.4141.4141995ARM 7500FE35.9 MIPS при 40 МГц0.90.91996IBM Motorola PowerPC 603ev423 MIPS при 300 МГц1.411.411996Hitachi SH 4360 MIPS при 200 МГц1.81.81997IBM Motorola PowerPC 750525 MIPS при 233 МГц2.32.31997Zilog eZ8080 MIPS при 50 МГц1.61.61999Intel Pentium III2,054 MIPS при 600 МГц3.43.41999Freescale MPC8272760 MIPS при 400 МГц1.91.92000AMD Athlon3,561 MIPS при 1.2 ГГц3.03.02000Silicon Recognition ZISC 788,600 MIPS при 33 МГц260.6260.62000ARM11515 MIPS при 412 МГц1.251.252002AMD Athlon XP 2500+7,527 MIPS при 1.83 ГГц4.14.12003ARM Cortex M3125 MIPS при 100 МГц1.251.252004Nios II190 MIPS при 165 МГц1.131.132004MIPS32 4KEc356 MIPS при 233 МГц1.51.52004VIA C71,799 MIPS при 1.3 ГГц1.41.42005ARM Cortex A82,000 MIPS при 1.0 ГГц2.02.02005AMD Athlon FX 5712,000 MIPS при 2.8 ГГц4.34.32005AMD Athlon 64 3800+ X2 (2 ядра)14,564 MIPS при 2.0 ГГц7.33.62005PowerPC G4 MPC74483,910 MIPS при 1.7 ГГц2.32.32005ARM Cortex R4450 MIPS при 270 МГц1.661.662006MIPS32 24K604 MIPS при 400 МГц1.511.512006PS3 Cell BE (PPE only)10,240 MIPS при 3.2 ГГц3.23.22006IBM Xenon CPU (3 ядра)19,200 MIPS при 3.2 ГГц6.02.02005AMD Athlon FX 60 (2 ядра)18,938 MIPS при 2.6 ГГц7.33.62006MIPS64 20Kc1,370 MIPS при 600 МГц2.32.32007P. A. Semi PA6T 1682M8,800 MIPS при 1.8 ГГц4.44.42007Qualcomm Scorpion (Cortex A8 like)2,100 MIPS при 1 ГГц2.12.12008Intel Core 2 Extreme QX9770 (4 ядра)59,455 MIPS при 3.2 ГГц18.64.62008ARM Cortex M045 MIPS при 50 МГц0.90.92009ARM Cortex A9 (2 ядра)7,500 MIPS при 1.5 ГГц5.02.52009AMD Phenom II X4 940 Black Edition42,820 MIPS при 3.0 ГГц14.33.52009AMD Phenom II X6 1100T78,440 MIPS при 3.3 ГГц23.73.92010ARM Cortex A51,256 MIPS при 800 МГц1.571.572011Nvidia Tegra 3 (Quad core Cortex A9)13,800 MIPS при 1.5 ГГц9.22.52011Samsung Exynos 5250 (Cortex A15 like 2 core)14,000 MIPS при 2.0 ГГц7.03.52011Intel Core i5 2500K (4 ядра)83,000 MIPS при 3.3 ГГц25.1526.2882011Intel Core i7 875K92,100 MIPS при 2.93 ГГц31.47.852011Intel Core i7 2600K (4 ядра)117,160 MIPS при 3.4 ГГц34.458.612011Intel Core i7 3960X (6 ядер)176,170 MIPS при 3.3 ГГц53.388.892011AMD FX 8350 (8 ядер)97,125 MIPS при 4.2 ГГц23.12.92012AMD FX 9590 (8 ядер)115,625 MIPS при 5.0 ГГц23.12.92012Intel Core i7 5960X (8 ядер)298,190 MIPS при 3.5 ГГц85.210.652014Raspberry Pi 2 (quad core ARM Cortex A7)4,744 MIPS при 1.0 ГГц 4.744 1.186 2014Intel Core i7 6950X (10 ядер)320,440 MIPS при 3.5 ГГц91.559.162016ARM Cortex A73 (4 ядра)71,120 MIPS при 2.8 ГГц25.46.352016ARM Cortex A758.2 9.52017ARM Cortex A7610.7 12.42018ARM Cortex A352,100 MIPS при 1 ГГц2.12.12015AMD Ryzen 7 1800X (8 ядер)304,510 MIPS при 3.7 ГГц 82.3 10.29 2017Intel Core i7 8086K (6 ядер)221,720 MIPS при 5.0 ГГц 44.34 7.39 2018Intel Core i9 9900K (8 ядер) 412,090 MIPS при 4.7 ГГц 87.68 10.96 2018AMD Ryzen Threadripper 3990X (64 ядра)2,356,230 MIPS при 4.35 ГГц 541.66 8.46 2020Intel Core i5 11600K (6 ядер) 346,350 MIPS при 4.92 ГГц 57.72 11.732021