系统架构设计师⑤:系统性能
系统的性能指标主要分为2个方面:硬件和软件。
性能指标计算
关键词描述:
①平均每条指令的平均时钟周期个数(CPl,clockperinstruction)
②每(时钟)周期运行指令条数(IPC,instructionperclock)
③百万条指令每秒(MIPS,MillionInstructions PerSecond)
④每秒百万个浮点操作(MFLOPS,Million Floating-pointOperations per Second)
⑤响应时间(RT,ResponseTime)
阿姆达尔(Amdahl)解决方案
对系统中某组件采用某种更快的执行方式,所获得的系统性能的改变程度,取决于该组
件被使用的频率,或所占总执行时间的比例。
加速比计算公式如下:
其中,不表示不使用改进组件时完成整个任务的时间,不表示使用改进组件时完成整 个任务的时间。
加速比主要取决于两个因素:
①在原有的系统上,能被改进的部分在总执行时间中所占的比例。这个值称为改进
比例,记为F,它总是小于1。
②通过改进的执行方式所取得的性能提高,即如果整个系统使用了改进的执行方式
那么,系统的执行速度会有多少提高,这个值等于在原来的条件下系统的执行时间与使用
改进组件后系统的执行时间之比,记为S,它总大于1。
性能评价方法
①时钟频率法:以时钟频率高低衡量速度。
②指令执行速度法:表示机器运算速度的单位是MIPS:
③等效指令速度法(Gibson mix,吉普森混合法):通过各类指令在程序中所占的比例(W)进行计算得到的。特点:考虑指令比例不同的问题。
④数据处理速率法(PDR,ProcessingDataRate):PDR值的方法来衡量机器性能,PDR值越大,
⑤机器性能越好。PDR=L/R 特点:考虑CPU+存储
⑥综合理论性能法(CTP,CompositeTheoreticalPerformance):CTP用MTOPS(Million
Theoretical Operations Per Second,每秒百万次理论运算)表示。CTP的估算方法是,首先算出处理部件每个计算单元的有效计算率,再按不同字长加以调整,得出该计算单元的理论性能,所有组成该处理部件的计算单元的理论性能之和即为CTP。
⑦基准程序法:把应用程序中用得最多、最频繁的那部分核心程序作为评估计算机系统性能的标准程序,称为基准测试程序(benchmark)。基准程序法是目前一致承认的测试系统性能的较好方法。