앞에서 frequency case 에 리소스를 투입하기 위해 어떤 부분이 frequency case 인지 암달스 Law 가 잘 설명해주는 법칙임

Performance(Cost) 를 애기할 때 X가 Y보다 n 배 더 빠르다의 의미는 아래 식과 같다

Amdahl’s Law

CPU가 Int 부분, Float, 다른 Unit 부분 3가지로 나눠진다고 가정

초록색 (Float 부분) 을 2배 향상 시켰지만 전체적인 성능 부분은 오른쪽 크기 정도만 개선 됨, 즉 전체적인 성능개선의 Impact를 계산하는 것이 Amdahl’s law 핵심

위의 첫번째 식에서 1-Fration(enhanced)는 영향을 받지 않는 부분(초록색을 제외한 나머지 부분을 의미)

따라서 Speedup 전체 식은 위와 같음

Example

Floating point 부분을 2배 개선했지만 전체 Sppedup은 1.053배 밖에 안된다는 의미(개선이 거의 안됨)

CPU 부터 설계 들어감

Factors of CPU Performance

프로그램을 구동할 때 cpu 시간은 program 당 몇초 인지로 표현 가능

CPU time = Seconds / Program

이 수행시간을 Inst Count, CPI, Clock Rate 3가지 term으로 나누어 생각해 볼 수 있음

결국 CPU 시간을 줄이려면 3가지 term 모두 줄이면 되지만 Inst Count 줄이면 각 명령어의 일의 양이 커저 cycle의 수가 증가

3개의 term에 대해 Trade off 관계를 가지고 있음

Cycles Per Instruction

CPI = (CPU Time*Clock Rate) / Instruction Count = Cycles / Instruction Count

Instruction Frequency

전체 명령어에 i번째 Intruction 개수를 통해 Frequency를 얻고 이를 각 명령어당 곱해 더하면 평균 CPI를 얻을 수 있음

Common case를 찾을 수 있음 = 명령어에 해당하는 상대적인 CPI를 얻어낼 수 있고, 시간이 많이 소모되는 것에 리소스를 투자할 수 있게됨

Example

SPEC(System Performance Evaluation Cooperative)

밴치마크를 위해 성능 측정을 위한 표준

각각의 머신 별 성능에 따라 평균을 구하던지 Normalized execution time을 구하던지 해서 수행시간에 대한 판단 척도로 사용

뒤에 부터 Basic Processor architecture : DLX/MIPS pipeline

전형적인 RISC 구조

32-bit fixed format instruction(3 formats - R, I, J)