计算机设计人员通过持续时间或速率来指代时钟周期的时间。程序的 CPU 时间可以用两种方式表示：

CPU 时间=程序的 CPU 时钟周期 / 时钟频率

除了执行程序所需的时钟周期数外，我们还可以计算执行的指令数。 如果我们知道时钟周期数和指令数，就可以计算每条指令的平均时钟周期数 (CPI)。  设计人员有时还会使用每时钟指令 (IPC)，这是 CPI 的倒数。

CPI = 程序的 CPU 时钟周期/指令数

CPI英文为clock cycles per instruction ，物理含义为每个指令执行的时钟周期。

于是，又得到了一个新的CPU时间计算公式 

 CPU 时间 = 指令数*每条指令的周期数*时钟周期时间

 CPU 时间 = （所有的指令数/程序数）*（程序的 CPU 时钟周期/指令数）*（时间/程序的 CPU 时钟周期）= 时间/程序数

如该公式所示，处理器性能取决于三个特性：时钟周期（或速率）、每条指令的时钟周期和指令数。 此外，CPU 时间同样取决于这三个特征； 例如，其中任何一个提高 10% 都会导致 CPU 时间提高 10%。

但存在一定问题就是更改每个特性所涉及的基本技术是相互依赖的：

但许多潜在的性能改进技术主要增强处理器性能的一个组成部分，而对其他两个组成部分的影响较小或可预测。

总处理器时钟周期数：

其中 ICi 表示指令 i 在程序中执行的次数，CPIi 表示指令 i 的每条指令的平均时钟数。 

于是，新的计算公式如下：

CPU time = CPU clock cycles *Clock cycle time

举个例子：

假设我们进行了以下测量：
FP 操作的频率 =25%
FP 操作的平均 CPI = 4.0
其他指令的平均 CPI = 1.33
FSQRT 的频率 = 2%
FSQRT 的 CPI = 20 
假设两种设计方案是将 FSQRT 的 CPI 降低到 2 或将所有 FP 操作的平均 CPI 降低到 2.5。 使用处理器性能方程比较这两个设计备选方案。

首先，观察只有 CPI 发生变化； 时钟速率和指令数保持不变。 我们首先找到没有增强的原始 CPI：

首先尝试第一种方案：

 其次尝试第二种方案：

（和第一种方式完全一样）

由于整体 FP 增强的 CPI 略低，因此其性能会略好一些。 具体来说，整体 FP 增强的加速是