Кіріспе
Әрбір сағат циклында орындалатын нұсқаулардың орташа саны. Компьютерлік архитектурада циклге шаққандағы нұсқаулар (IPC), көбінесе сағатқа шаққандағы нұсқаулар деп аталады, процессордың өнімділігінің бір көрсеткіші: әрбір сағат циклында орындалатын нұсқаулардың орташа саны. Бұл нұсқауды орындауға кеткен циклдардың кері шамасы.
In computer architecture, instructions per cycle (IPC), commonly called instructions per clock, is one aspect of a processor's performance: the average number of instructions executed for each clock cycle. It is the multiplicative inverse of cycles per instruction.
Түсіндірме
Алғашқы CPU-лар нұсқауды орындау үшін барлық қадамдарды тізбектей орындаса, қазіргі заманғы CPU-лар көптеген нәрсені параллель түрде жасай алады. Сағат жиілігін ғана екі есе арттыру мүмкін болмағандықтан, нұсқаулар конвейерленуі және суперскалярлық процессорлар дизайны дамыды, соның арқасында CPU-лар келіп түсетін нұсқауларды оңтайландыру мақсатында әртүрлі орындау бірліктерін параллель қолдана алады. Бұл бір циклда орындалатын нұсқаулар санының 1-ден әлдеқайда артуына алып келеді және келесі CPU буындарының жылдамдық жақсаруының көп бөлігі үшін жауапты.
IPC есептеу
IPC есептеуі, кодтың белгілі бір бөлігін іске қосу арқылы, оны аяқтау үшін қажетті машина деңгейіндегі нұсқаулар санын анықтау арқылы, содан кейін нақты аппараттық құралда оны аяқтауға қажетті сағат циклдерінің санын жоғары өнімді таймерлермен өлшеу арқылы жасалады. Қорытынды нәтиже нұсқаулар санын процессордың сағаттық циклдерінің санына бөлу арқылы шығарылады. Процессордың секундына орындайтын нұсқаулар саны мен секундына жүзеге асырылатын қозғалатын нүктелі операциялар, циклге шаққандағы нұсқаулар санын процессордың сағаттық жиілігімен (Герцте берілген секундына циклдер) көбейту арқылы есептелуі мүмкін. Секундына нұсқаулар саны процессордың болжамды өнімділігінің шамамен көрсеткіші болып табылады. Бір сағатта орындалатын нұсқаулар саны белгілі бір процессор үшін тұрақты емес; ол іске қосылатын нақты бағдарламалық қамтамасының процессормен және жалпы машинамен, әсіресе жад иерархиясымен қалай өзара әрекеттесетініне байланысты. Дегенмен, процессордың кейбір мүмкіндіктері IPC-нің орташа көрсеткіштерінен жоғары нәтиже беретін конструкцияларға әкеледі; бірнеше арифметикалық-логикалық құрылғылардың (ALU – қарапайым арифметикалық және логикалық операцияларды орындай алатын процессордың кіші жүйесі) болуы және қысқа конвейерлер. Әртүрлі нұсқаулар жиынтықтарын салыстырғанда, қарапайым нұсқаулар жиынтығы бірдей чип технологиясын қолданатын күрделі нұсқаулар жиынтығын іске асыруға қарағанда жоғары IPC көрсеткішін беруі мүмкін; алайда, күрделі нұсқаулар жиынтығы аз нұсқаулармен көбірек пайдалы жұмысты орындай алуы мүмкін. Сондықтан, әртүрлі нұсқаулар жиынтықтары арасындағы IPC мәнін салыстыру (мысалы, x86 және ARM) көбінесе мағынасыз.
Компьютердің жылдамдығы
Кез келген компьютермен атқарылатын пайдалы жұмыс процессордың жылдамдығынан өзге де көптеген факторларға байланысты. Осы факторларға нұсқаулар жиынтығының архитектурасы, процессордың микроархитектурасы, компьютерлік жүйенің ұйымдастырылуы (мысалы, дискідегі сақтау жүйесінің дизайны және басқа қосылған құрылғылардың мүмкіндіктері мен өнімділігі), операциялық жүйенің тиімділігі және қолданбалы бағдарламалық жасақтаманың жоғары деңгейдегі дизайны кіреді. Компьютер пайдаланушылары мен сатып алушылар үшін жүйелік өнімділікті бағалауда цикл сайын орындалатын нұсқаулар санынан гөрі, қолданбалық сынақтардың нәтижелері көбірек маңызға ие. Дегенмен, IPC сағат жылдамдығының ғана компьютердің өнімділігін анықтайтын жалғыз фактор емес екенін көрсетеді.