the什么是处理器ipc

在当今的计算机中，每个周期的指令（也称为IPC）是处理器性能的一个非常重要的方面。 这个概念表示每个处理器时钟周期执行的平均指令数，因此它越高，处理器将越强大。 在本文中，我们将解释与CPI相关的所有内容。

内容索引

处理器CPI是多少？如何计算？重要性如何？

通过运行一组代码 ， 计算完成该 代码 所需的机器级指令的数量 ， 然后使用高性能计时器计算在实际硬件上完成该代码所需的时钟周期数，即可完成IPC计算 。 。 最终结果来自指令数除以CPU时钟周期数。

处理器的每秒指令数和每秒浮点运算数可以通过将每个周期的指令数乘以相关处理器的时钟速度 （以赫兹为单位给出的每秒周期数）得出。 每秒的指令数量是处理器可能性能的大致指标。

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对于给定的处理器，每个时钟执行的指令数量不是常数，这取决于所执行的特定软件如何与处理器以及实际上与整个机器（尤其是与内存层次结构）进行交互 。 但是，某些处理器特性往往会导致设计具有高于平均水平的IPC值，例如存在多个算术逻辑单元和短管道。 比较不同的指令集时，与使用相同的芯片技术的更复杂的指令集相比 ， 更简单的指令集可导致更高的IPC数字 ， 但是更多的指令集Complex可以用更少的指令完成更有用的工作。

CPI的控制因素

每秒给定级别的指令可以通过高IPC和低时钟速度 （例如AMD Athlon和早期的Intel Core系列）来实现， 或者通过低IPC和高时钟速度 （例如Intel Pentium）来实现。 4）。 两者都是有效的处理器设计，两者之间的选择通常取决于历史记录，工程约束或市场压力。 但是，高频的高IPC可以提供最佳性能。

多个处理器的循环指令。

这些数字不是这些CPU的IPC值，但代表了理论上可能的浮点性能。 请注意，下面的数字仅代表处理器SIMD驱动器的逻辑宽度 。 它们没有考虑大多数体系结构中存在的多个SIMD管道，也没有代表IPC的主要体系结构定义，IPC定义了每个周期删除的平均标量指令的数量（整数，浮点和控制）。

中央处理器	双精度DP IPC	简单的精密SP IPC
英特尔酷睿和英特尔Nehalem	4	8
英特尔桑迪桥和英特尔常春藤桥	8	16
英特尔Haswell和英特尔Coffee Lake	16	32
英特尔冰湖	？	？
英特尔至强Skylake（AVX-512）	32	64
AMD K10	6	12
AMD推土机，AMD打桩机和AMD Steamroller	12	24
AMD锐龙	16	32
英特尔凌动（Bonnell，Saltwell，Silvermont和Goldmont）	2	4
AMD山猫	2	4
AMD Jaguar和Puma	4	8
ARM Cortex-A7	1个	8
ARM Cortex-A9	1个	8
ARM Cortex-A15	1个	8
ARM Cortex-A32	2	8
ARM Cortex-A35	2	8
ARM Cortex-A53	2	8
ARM Cortex-A57	2	8
ARM Cortex-A72	2	8
高通Krait	1个	8
高通Kryo	2	8
IBM PowerPC A2	8	SP元素扩展 编辑到DP并处理 在同一单位
IBM PowerPC A2	4

要获得给定CPU的理论GFLOPS额定值（数十亿FLOPS） ，请将该表中的数字乘以内核数，然后乘以特定CPU型号的时钟值（以GHz为单位） 。 例如， Coffee Lake i7-8700K 理论上每个周期可处理32个单精度触发器，它具有6个内核和3.7 GHz的基本时钟，这可提供32 x 6 x 3.7 = 710.4 GFLOPS。

重要的是要注意，多线程并不意味着两个线程可以同时在同一个内核上运行，从而共享管道资源。 取而代之的是， CPU允许一个线程使用内核，而另一个则等待数据从内存中来，就像在缺少缓存的情况下一样 。 操作系统开发人员可以将原始线程返回到队列，然后在恢复数据后返回到CPU。

因此，此功能对CPU的理论浮点性能没有影响，但是在某些情况下，实际上它可以帮助CPU在多个线程中接近该性能。 通常，大型处理器日志显示大型处理器数量可以计数一次 。 记录的数量也很重要，因为可以通过一些指令将它们暂时连接在一起。

IPC并不是PC上唯一重要的东西

在任何PC上可以完成的有用工作都取决于处理器速度之外的许多因素 。 这些因素包括指令集体系结构，处理器微体系结构和计算机系统的组织 ，例如磁盘存储系统的设计以及其他连接设备的容量和性能， 操作系统的效率，以及最重要的是，重要的是软件。

对于计算机系统的用户和购买者而言，时钟指令并不是对其系统性能的特别有用的指示 。 为了准确地衡量与它们相关的性能， 应用程序基准非常有用 。 了解它们的存在非常有用，因为它提供了一个易于理解的示例，说明为什么时钟速度不是与设备性能相关的唯一因素。

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