Instruções de Máquina - Arquitetura

...

de instruções leva 10s para executar em uma máquina de 2GHz. Qual o CPI?

Freq = 2 * 10^9

Tempo = 10

Ciclos = Freq * Tempo

Ciclos = 2 * 10^9 * 10

Instruções = 10 * 10^9

CPI = Ciclos / Instruções = (2 * 10^9 * 10) / (10 * 10^9)

CPI = 2

Exemplos de Desempenho

Exemplo 1

Computador 1: Período 250ps, CPI = 2.0

Computador 2: Período 500ps, CPI = 1.2

Mesma arquitetura, quem é melhor?

Tempo A = 2 * x * 250 * 10^-12 = 500 * x * 10^-12 <- Melhor

Tempo B = 1.2 * x * 500 * 10^-12 = 600 * x * 10^-12

Resumo de Desempenho

O desempenho depende de

Algoritmo: Número de instruções, CPI, tipo das instruções, ...

Linguagem de programação: Número de instruções, CPI, ...

Arquitetura

Implementação da arquitetura: afeta o CPI e período de relógio

Benchmarks

A relação entre algoritmo, linguagem de programação e arquitetura nem sempre é previsível.

Benchmarks são programas que determinam o desempenho de tarefas.

Consumo de energia

Com tecnologia CMOS

Energia dinâmica: Capacitância * Voltagem^2 * Frequência

Barreiras à Evolução

Consumo de energia

Paralelismo de instrução (Core)

Latência de memória (Buffer)

Estratégias para o futuro

Gerência ativa de energia

Desligar partes do chip não usados

Tornar o consumo de energia proporcional ao uso