计算机性能指标

存储器性能指标

MAR位数反应存储单元的个数（最多支持多少个）。
MDR位数就是存储字长也就是每个存储单元的大小。

$$
总容量(bit) = 存储单元个数 × 存储字长
$$

$$
总容量(Byte) = 存储单元个数 × 存储字长/8
$$

例：MAR为32位，MDR为8位

$ 总容量 = 2^{32} × 8 bit = 4GB $

CPU性能指标

CPU主频

CPU内数字脉冲信号震荡的频率

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CPI

执行一条指令需要的时钟周期数。这个指标受很多因素影响。不同的指令，CPI不同，甚至相同的指令，CPI也有可能发生变化

$$ 执行一条指令的耗时 = CPI × CPU时钟周期 $$

$$ CPU执行时间（这个程序耗时） = \frac{CPU时钟周期数}{主频} $$

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IPS(instructions Per Second)

每次执行多少条指令

$$ IPS = \frac{主频}{CPU时钟周期} $$

单位：KIPS MIPS

FLOPS

每秒执行多少次浮点运算。

  • 单位：KFLOPS, MFLOPS, GFLOPS, TFLOPS（此处$K = 10^3, M = 10^6, G = 10^9, T = 10^{12}$是数量单位）

系统整体的性能指标（静态）

数据通路带宽：数据总线一次所能并行传送信息的位数（各硬件部件通过数据总线传输数据）
吞吐量：指系统时间内处理请求的数量。
取决于信息多块的输入内存，CPU能多快的读取指令，数据能多快地从内存取出或存入，以及所得结果能多快地从内存送给一台外部设备。系统吞吐量主要取决于主存的存取周期
响应时间：只从用户向计算机发送一个请求，到系统对该请求做出响应并获得它所需要的结果的等待时间。通常包括CPU时间（运行一个程序所花费的时间）与等待时间（用于磁盘访问、存储器访问、I/O操作、操作系统开销等时间）

系统整体的性能指标（动态）

基准程序（跑分软件）是用来测量计算机处理程序的一种实用程序，以便被测量的计算机性能可以与运行相同程序的其他计算机性能进行比较。

注意

  1. 主频高的CPU一定比主频低的CPU快吗？

    不一定，比如两个CPU，A的主频为2GHz，平均CPI=10；B的主频1GHz，平均CPI=1

  2. 若A，B两个CPU的平均CPI相同，那么A一定块吗？

    不一定，还要看指令系统，如果A系统不支持乘法指令，只能用多次加法实现乘法；而B支持乘法指令

  3. 基准程序执行的越快说明机器性能越好吗？

    基准程序的语句存在频度差异，运行结果也不能完全出现问题。