Pokyny za sekundu - Instructions per second

Účinnost počítačového zpracování, měřeno jako počet potřebných wattů na milion instrukcí za sekundu (watty na MIPS).

Instrukcí za sekundu ( IPS ) je měřítkem počítače ‚s procesorem rychlosti. U počítačů s komplexními instrukčními sadami (CISC) trvají různé instrukce různě dlouho, takže naměřená hodnota závisí na mixu instrukcí; i pro srovnání procesorů ve stejné rodině může být měření IPS problematické. Mnoho hlášených hodnot IPS představovalo „špičkové“ rychlosti provádění umělých instrukčních sekvencí s několika větvemi a bez mezipaměti , zatímco realistické pracovní vytížení obvykle vede k výrazně nižším hodnotám IPS. Hierarchie paměti také výrazně ovlivňuje výkon procesoru, což je problém, který se při výpočtech IPS sotva zvažuje. Kvůli těmto problémům se dnes k odhadu výkonu počítače v běžně používaných aplikacích obecně používají syntetické benchmarky, jako je Dhrystone , a surový IPS se přestal používat.

Termín se běžně používá ve spojení s metrickou předponou (k, M, G, T, P nebo E) k vytvoření kilo instrukcí za sekundu ( kIPS ), milionu instrukcí za sekundu ( MIPS ) a miliardy instrukcí za sekundu ( GIPS ) a tak dále. Dříve se TIPY občas používaly na „tisíc ips“.

Výpočetní

IPS lze vypočítat pomocí této rovnice:

Měření instrukcí/cyklu však závisí na pořadí instrukcí, datech a vnějších faktorech.

Tisíc instrukcí za sekundu (TIPS/kIPS)

Než byly k dispozici standardní měřítka, bylo průměrné hodnocení rychlosti počítačů založeno na výpočtech pro kombinaci pokynů s výsledky uvedenými v kilo instrukcích za sekundu (kIPS). Nejslavnější byl Gibson Mix , produkovaný Jackem Clarkem Gibsonem z IBM pro vědecké aplikace v roce 1959. Další hodnocení, jako například mix ADP, který neobsahuje operace s pohyblivou řádovou čárkou, byly vyrobeny pro komerční aplikace. Jednotka tisíc instrukcí za sekundu (kIPS) se dnes používá jen zřídka, protože většina současných mikroprocesorů dokáže provést alespoň milion instrukcí za sekundu.

Gibsonův mix

Gibson rozdělil počítačové instrukce do 12 tříd založených na architektuře IBM 704 a přidal 13. třídu, která zohlednila čas indexování. Váhy byly primárně založeny na analýze sedmi vědeckých programů běžících na 704, s malým příspěvkem některých programů IBM 650 . Celkové skóre pak bylo váženým součtem průměrné rychlosti provádění pokynů v každé třídě.

Miliony instrukcí za sekundu (MIPS)

Nesmí být zaměňována s architekturou MIPS .

Rychlost daného CPU závisí na mnoha faktorech, jako je typ prováděných instrukcí, pořadí provádění a přítomnost instrukcí větví (problematické v kanálech CPU). Rychlost instrukcí CPU se liší od hodinových frekvencí, obvykle uváděných v Hz , protože každá instrukce může vyžadovat dokončení několika hodinových cyklů nebo procesor může být schopen provádět více nezávislých instrukcí současně. MIPS mohou být užitečné při porovnávání výkonu mezi procesory vyrobenými s podobnou architekturou (např. Mikrokontroléry značky Microchip), ale je obtížné je porovnávat mezi různými architekturami CPU . To vedlo k tomu, že termín „nesmyslné indexy výkonu“ byl mezi technickými lidmi populární v polovině 80. let minulého století.

Z tohoto důvodu se MIPS nestal měřítkem rychlosti provádění instrukcí, ale rychlosti výkonu úlohy ve srovnání s referencí. Na konci sedmdesátých let byl výkon minipočítače srovnáván pomocí VAX MIPS , kde byly počítače měřeny na úkolu a jejich výkonnost hodnocena proti VAX 11/780, který byl prodáván jako stroj 1 MIPS . (Toto opatření bylo také známé jako VAX Unit of Performance nebo VUP .) Toto bylo zvoleno, protože 11/780 byl výkonově zhruba ekvivalentní modelu IBM System/370 model 158–3, který byl v počítačovém průmyslu běžně přijímán jako běžící při 1 MIPS.

Mnoho tvrzení o výkonu minipočítačů vycházelo z verze Fortran benchmarku Whetstone , která udává pokyny pro miliony Whetstone za sekundu (MWIPS). VAX 11/780 s FPA (1977) běží na 1,02 MWIPS.

Efektivní rychlosti MIPS jsou velmi závislé na použitém programovacím jazyce. Zpráva Whetstone má tabulku, která ukazuje rychlosti MWIPS počítačů od raných tlumočníků a překladačů až po moderní jazyky. První kompilátor pro PC byl pro BASIC (1982), když procesor 4,8 MHz 8088/87 získal 0,01 MWIPS. Výsledky na 2,4 GHz Intel Core 2 Duo (1 CPU 2007) se pohybují od 9,7 MWIPS pomocí překladače BASIC, 59 MWIPS pomocí kompilátoru BASIC, 347 MWIPS pomocí 1987 Fortran, 1534 MWIPS prostřednictvím HTML / Java do 2403 MWIPS pomocí moderního kompilátoru C / C ++ .

U nejranějších 8bitových a 16bitových mikroprocesorů byl výkon měřen v tisících instrukcí za sekundu (1 000 kIPS = 1 MIPS).

zMIPS označuje míru MIPS používanou interně společností IBM k hodnocení jejích mainframových serverů ( zSeries , IBM System z9 a IBM System z10 ).

Vážené miliony operací za sekundu (WMOPS) je podobné měření, které se používá pro zvukové kodeky.

Časová osa pokynů za sekundu

Procesor / systém Dhrystone MIPS nebo MIPS a frekvence D instrukce na hodinový cyklus D instrukce na hodinový cyklus na jádro Rok Zdroj
UNIVAC I 0,002 MIPS při 2,25 MHz 0,0008 0,0008 1951

IBM 7030 („Stretch“) 1,200 MIPS při 3,30 MHz 0,364 0,364 1961
CDC 6600 10,00 MIPS při 10,00 MHz 1 1 1965
Intel 4004 0,092 MIPS při 0,740 MHz
(ne Dhrystone)		 0,124 0,124 1971
IBM System/370 Model 158 0,640 MIPS při 8,696 MHz 0,0736 0,0736 1972
Intel 8080 0,290 MIPS při 2 000 MHz

(Ne Dhrystone)

0,145 0,145 1974
Cray 1 160,0 MIPS při 80,00 MHz 2 2 1975
Technologie MOS 6502 0,430 MIPS při 1 000 MHz 0,43 0,43 1975
Intel 8080A 0,435 MIPS při 3000 MHz

(Ne Dhrystone)

0,145 0,145 1976
Zilog Z80 0,580 MIPS při 4 000 MHz

(Ne Dhrystone)

0,145 0,145 1976
Motorola 6802 0,500 MIPS při 1 000 MHz 0,5 0,5 1977
IBM System/370 Model 158-3 0,730 MIPS při 8,696 MHz 0,0839 0,0839 1977
VAX-11/780 1 000 MIPS při 5 000 MHz 0,2 0,2 1977
Motorola 6809 0,420 MIPS při 1 000 MHz 0,42 0,42 1978
Intel 8086 0,330 MIPS při 5 000 MHz 0,066 0,066 1978
Fujitsu MB8843 2 000 MIPS při 2 000 MHz
(ne Dhrystone)		 1 1 1978
Intel 8088 0,750 MIPS při 10,00 MHz 0,075 0,075 1979
Motorola 68 000 1 400 MIPS při 8 000 MHz 0,175 0,175 1979
Zilog Z8001/Z8002 1,5 MIPS při 6 MHz 0,25 0,25 1979
Intel 8035/8039/8048 6 MIPS při 6 MHz
(ne Dhrystone)		 1 1 1980
Fujitsu MB8843/MB8844 6 MIPS při 6 MHz
(ne Dhrystone)		 1 1 1980
Zilog Z80/Z80H 1,16 MIPS při 8 MHz

(Ne Dhrystone)

0,145 0,145 1981
Motorola 6802 1,79 MIPS při 3,58 MHz 0,5 0,5 1981
Zilog Z8001/Z8002B 2,5 MIPS při 10 MHz 0,25 0,25 1981
Technologie MOS 6502 2,522 MIPS při 5,865 MHz 0,43 0,43 1981
Intel 80286 1,28 MIPS při 12 MHz 0,107 0,107 1982
Motorola 68 000 2,188 MIPS při 12,5 MHz 0,175 0,175 1982
Motorola 68010 2,407 MIPS při 12,5 MHz 0,193 0,193 1982
NEC V20 4 MIPS na 8 MHz
(ne Dhrystone)		 0,5 0,5 1982
Počítačový grafický systém LINKS-1 (257 procesorů) 642,5 MIPS při 10 MHz 2.5 0,25 1982
Texas Instruments TMS32010 5 MIPS při 20 MHz 0,25 0,25 1983
NEC V30 5 MIPS při 10 MHz
(ne Dhrystone)		 0,5 0,5 1983
Motorola 68010 3,209 MIPS při 16,67 MHz 0,193 0,193 1984
Motorola 68020 4,848 MIPS při 16 MHz 0,303 0,303 1984
Hitachi HD63705 2 MIPS při 2 MHz 1 1 1985
Intel i386DX 2,15 MIPS při 16 MHz 0,134 0,134 1985
Hitachi-Motorola 68HC000 3,5 MIPS při 20 MHz 0,175 0,175 1985
Intel 8751 1 MIPS při 12 MHz 0,083 0,083 1985
Sega System 16 (4procesorový) 16,33 MIPS při 10 MHz 4,083 1,020 1985
ARM2 4 MIPS při 8 MHz 0,5 0,5 1986
Texas Instruments TMS34010 6 MIPS při 50 MHz 0,12 0,12 1986
NEC V70 6,6 MIPS při 20 MHz 0,33 0,33 1987
Motorola 68030 9 MIPS při 25 MHz 0,36 0,36 1987
Gmicro/200 10 MIPS při 20 MHz 0,5 0,5 1987
Texas Instruments TMS320C20 12,5 MIPS při 25 MHz 0,5 0,5 1987
Analogová zařízení ADSP-2100 12,5 MIPS při 12,5 MHz 1 1 1987
Texas Instruments TMS320C25 25 MIPS při 50 MHz 0,5 0,5 1987
Motorola 68020 10 MIPS při 33 MHz 0,303 0,303 1988
Motorola 68030 18 MIPS při 50 MHz 0,36 0,36 1988
Namco System 21 (10 procesorů) 73,927 MIPS při 25 MHz 2,957 0,296 1988
Intel i386DX 4,3 MIPS při 33 MHz 0,13 0,13 1989
Intel i486DX 8,7 MIPS při 25 MHz 0,348 0,348 1989
NEC V80 16,5 MIPS při 33 MHz 0,5 0,5 1989
Intel i860 25 MIPS při 25 MHz 1 1 1989
Atari Hard Drivin ' (7 procesorů) 33,573 MIPS při 50 MHz 0,671 0,0959 1989
NEC SX-3 (4procesorový) 680 MIPS při 400 MHz 1.7 0,425 1989
ARM3 12 MIPS při 25 MHz 0,5 0,5 1989
Motorola 68040 44 MIPS při 40 MHz 1.1 1.1 1990
Namco System 21 (Galaxian³) ( 96procesorový ) 1 660 386 MIPS při 40 MHz 41,51 0,432 1990
AMD Am386 9 MIPS při 40 MHz 0,225 0,225 1991
Intel i486DX 11,1 MIPS při 33 MHz 0,336 0,336 1991
Intel i860 50 MIPS při 50 MHz 1 1 1991
Intel i486DX2 25,6 MIPS při 66 MHz 0,388 0,388 1992
Alpha 21064 86 MIPS při 150 MHz 0,573 0,573 1992
Alpha 21064 135 MIPS při 200 MHz 0,675 0,675 1993
MIPS R4400 85 MIPS při 150 MHz 0,567 0,567 1993
Gmicro/500 132 MIPS při 66 MHz 2 2 1993
IBM-Motorola PowerPC 601 157,7 MIPS při 80 MHz 1,971 1,971 1993
SGI Onyx RealityEngine 2 (36 procesorů) 2 640 MIPS při 150 MHz 17.6 0,489 1993
Namco Magic Edge Hornet Simulator (36 procesorů) 2 880 MIPS při 150 MHz 19.2 0,533 1993
ARM7 40 MIPS při 45 MHz 0,889 0,889 1994
Intel DX4 70 MIPS při 100 MHz 0,7 0,7 1994
Motorola 68060 110 MIPS při 75 MHz 1,33 1,33 1994
Intel Pentium 188 MIPS při 100 MHz 1,88 1,88 1994
Mikročip PIC16F 5 MIPS při 20 MHz 0,25 0,25 1995
IBM-Motorola PowerPC 603e 188 MIPS při 133 MHz 1,414 1,414 1995
ARM 7500FE 35,9 MIPS při 40 MHz 0,9 0,9 1996
IBM-Motorola PowerPC 603ev 423 MIPS při 300 MHz 1,41 1,41 1996
Intel Pentium Pro 541 MIPS při 200 MHz 2.7 2.7 1996
Hitachi SH-4 360 MIPS při 200 MHz 1,8 1,8 1997
IBM-Motorola PowerPC 750 525 MIPS při 233 MHz 2.3 2.3 1997
Zilog eZ80 80 MIPS při 50 MHz 1.6 1.6 1999
Intel Pentium III 2054 MIPS při 600 MHz 3.4 3.4 1999
Sega Naomi Multiboard (32 procesorů) 6 400 MIPS při 200 MHz 32 1 1999
Freescale MPC8272 760 MIPS při 400 MHz 1.9 1.9 2000
AMD Athlon 3 561 MIPS při 1,2 GHz 3,0 3,0 2000
Silicon Recognition ZISC 78 8 600 MIPS při 33 MHz 260,6 260,6 2000
ARM11 515 MIPS při 412 MHz 1,25 1,25 2002
AMD Athlon XP 2500+ 7 527 MIPS při 1,83 GHz 4.1 4.1 2003
Extreme Edition Pentium 9 726 MIPS při 3,2 GHz 3,0 3,0 2003
Mikročip PIC10F 1 MIPS při 4 MHz 0,25 0,25 2004
ARM Cortex-M3 125 MIPS při 100 MHz 1,25 1,25 2004
Nios II 190 MIPS při 165 MHz 1.13 1.13 2004
MIPS32 4KEc 356 MIPS při 233 MHz 1.5 1.5 2004
VIA C7 1 799 MIPS při 1,3 GHz 1.4 1.4 2005
ARM Cortex-A8 2 000 MIPS při 1,0 GHz 2.0 2.0 2005
AMD Athlon FX-57 12 000 MIPS při 2,8 GHz 4.3 4.3 2005
AMD Athlon 64 3800+ X2 (2 jádra) 14 564 MIPS při 2,0 GHz 7.3 3.6 2005
PowerPC G4 MPC7448 3 910 MIPS při 1,7 GHz 2.3 2.3 2005
ARM Cortex-R4 450 MIPS při 270 MHz 1,66 1,66 2006
MIPS32 24K 604 MIPS při 400 MHz 1,51 1,51 2006
Buňka PS3 BE ( pouze PPE ) 10 240 MIPS při 3,2 GHz 3.2 3.2 2006
IBM Xenon CPU (3jádrový) 19 200 MIPS při 3,2 GHz 6.0 2.0 2005
AMD Athlon FX-60 (2 jádra) 18 938 MIPS při 2,6 GHz 7.3 3.6 2006
Intel Core 2 Extreme X6800 (2 jádra) 27 079 MIPS při 2,93 GHz 9.2 4.6 2006
Intel Core 2 Extreme QX6700 (4jádrový) 49 161 MIPS při 2,66 GHz 18.4 4.6 2006
MIPS64 20Kc 1 370 MIPS při 600 MHz 2.3 2.3 2007
PA Semi PA6T-1682M 8 800 MIPS při 1,8 GHz 4.4 4.4 2007
Qualcomm Scorpion (podobný Cortex A8) 2 100 MIPS při 1 GHz 2.1 2.1 2008
Intel Atom N270 3 846 MIPS při 1,6 GHz 2.4 2.4 2008
Intel Core 2 Extreme QX9770 (4jádrový) 59 455 MIPS při 3,2 GHz 18.6 4.6 2008
Intel Core i7 920 (4jádrový) 82 300 MIPS při 2,93 GHz 28,089 7,022 2008
ARM Cortex-M0 45 MIPS při 50 MHz 0,9 0,9 2009
ARM Cortex-A9 (2 jádra) 7 500 MIPS při 1,5 GHz 5,0 2.5 2009
AMD Phenom II X4 940 Black Edition 42 820 MIPS při 3,0 GHz 14.3 3.5 2009
AMD Phenom II X6 1100T 78 440 MIPS při 3,3 GHz 23.7 3.9 2010
Intel Core i7 Extreme Edition 980X ( 6jádrový ) 147 600 MIPS při 3,33 GHz 44,7 7,46 2010
ARM Cortex A5 1 256 MIPS při 800 MHz 1,57 1,57 2011
ARM Cortex A7 2 850 MIPS při 1,5 GHz 1.9 1.9 2011
Qualcomm Krait (2jádrový jako Cortex A15) 9 900 MIPS při 1,5 GHz 6.6 3.3 2011
AMD E-350 (2 jádra) 10 000 MIPS při 1,6 GHz 6.25 3,125 2011
Nvidia Tegra 3 (čtyřjádrový Cortex-A9 ) 13 800 MIPS při 1,5 GHz 9.2 2.5 2011
Samsung Exynos 5250 (2jádrový jako Cortex-A15) 14 000 MIPS při 2,0 GHz 7.0 3.5 2011
Intel Core i5 - 2500K (4jádrový) 83 000 MIPS při 3,3 GHz 25,152 6,288 2011
Intel Core i7 875K 92 100 MIPS při 2,93 GHz 31.4 7,85 2011
AMD FX-8150 ( 8jádrový ) 90 749 MIPS při 3,6 GHz 25.2 3.15 2011
Intel Core i7 2600K 117 160 MIPS při 3,4 GHz 34,45 8,61 2011
Intel Core i7-3960X 176 170 MIPS při 3,3 GHz 53,38 8,89 2011
AMD FX-8350 97 125 MIPS při 4,2 GHz 23.1 2.9 2012
AMD FX-9590 115 625 MIPS při 5,0 GHz 23.1 2.9 2012
Intel Core i7 3770K 106 924 MIPS při 3,9 GHz 27.4 6.9 2012
Intel Core i7 4770K 133 740 MIPS při 3,9 GHz 34,29 8,57 2013
Intel Core i7 5960X 298 190 MIPS při 3,5 GHz 85,2 10,65 2014
Raspberry Pi 2 4744 MIPS při 1,0 GHz 4,744 1,186 2014
Intel Core i7 6950X 320 440 MIPS při 3,5 GHz 91,55 9,16 2016
ARM Cortex A73 (4jádrový) 71 120 MIPS při 2,8 GHz 25.4 6,35 2016
ARM Cortex A75 ? ? 8,2-9,5 2017
ARM Cortex A76 ? ? 10.7-12.4 2018
AMD Ryzen 7 1800X 304 510 MIPS při 3,7 GHz 82,3 10.29 2017
Intel Core i7-8086K 221 720 MIPS při 5,0 GHz 44,34 7,39 2018
Intel Core i9-9900K 412 090 MIPS při 4,7 GHz 87,68 10,96 2018
AMD Ryzen 9 3950X 749 070 MIPS při 4,6 GHz 162,84 10,18 2019
AMD Ryzen Threadripper 3990X 2 356 230 MIPS při 4,35 GHz 541,66 8,46 2020
Procesor / systém Dhrystone MIPS / MIPS D instrukce na hodinový cyklus D instrukce na hodinový cyklus na jádro Rok Zdroj

Viz také

Reference