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【応用情報技術者試験】MIPS

MIPSは、1秒間に実行する命令数を百万単位で表す指標です。Million Instructions Per Secondの略で、1MIPSは毎秒100万命令を意味します。

この記事では単位の読み方と基本の実行時間を確認します。その後、CPUの条件が複数ある問題は、末尾の無料noteで式を立てる練習へ進めます。

1.MIPSを命令数へ直す

性能指標1秒当たりの命令数
1MIPS100万命令
10MIPS1,000万命令
100MIPS1億命令

Mは百万です。計算するときは、MIPSの数値をそのまま命令数とせず、100万を掛けて毎秒の命令数へ直します。

2.命令数と実行時間を結び付ける

実行時間(秒)= 命令数 ÷(MIPS × 1,000,000)

そのプログラムで100MIPSの実行速度を維持でき、ほかの待ち時間を考えないとします。2億命令を実行するなら、2億÷1億=2秒です。実測値や問題文の条件が変われば、同じMIPSで計算できるとは限りません。

3.クロック周波数との違い

命令数・平均CPI・周波数をそれぞれの役割で分けてCPU時間を求める
命令数・平均CPI・周波数をそれぞれの役割で分けてCPU時間を求める

クロック周波数は毎秒のサイクル数、MIPSは毎秒の命令数です。平均CPIが与えられる基本モデルでは、次の関係でつながります。

MIPS = クロック周波数(Hz)÷ 平均CPI ÷ 1,000,000

異なる命令体系やプログラムでは、同じ仕事に必要な命令数や命令の構成も変わります。MIPSが高いという数値だけで、どの仕事でも必ず速いと判断しないようにしましょう。

理解を確かめる確認問題

10MIPSで3,000万命令を実行すると何秒でしょうか。一定の速度で実行でき、ほかの待ち時間は考えません。

解答・解説を見る

3秒です。10MIPS=毎秒1,000万命令なので、3,000万÷1,000万=3秒になります。

まとめ:百万単位を、計算できる単位へ直す

MIPSは命令数の速さを表す指標です。まず毎秒の命令数へ直し、仕事の量を速さで割ると時間になります。次はCPIとGHzが加わる問題でも、同じように数値の役割を整理してみましょう。

参考:Intel:CPUのクロック周波数と命令実行の関係

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