Oltre la legge di Moore: evoluzioni architetturali dei processori Intel ...

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24 Capitolo 2 un valore molto vicino ad 1. L’aggiunta di più unità di esecuzione in parallelo (macchine superscalari) permette di rendere il CPI minore di 1. Nei calcolatori attuali si parla infatti di IPC (Instruction per Clock), reciproco del CPI. Ora il parametro IPC nei processori di recente generazione è di 3,4. • Tck (o il suo inverso, la frequenza): è legato alla tecnologia e all’organizzazione architetturale della CPU. Oggi grandezze nell’ordine dei 3 GHz sono la norma per PC; i microcontrollori invece hanno una frequenza operativa molto più bassa. Istruzioni complesse richiedono di norma frequenze più basse, invece i calcolatori con un repertorio di istruzioni più semplice possono operare a frequenze maggiori. In pc industriali, microcontrollori e DSP per contenere i costi si usano frequenze ridotte. Il confronto di prestazioni di CPU diverse deve perciò tenere in considerazione entrambi questi aspetti e non uno solo di essi. 2.1.2 MIPS DEFINIZIONE E FORMULAZIONE ANALITICA Una grandezza utilizzata come misura delle prestazioni, in particolare in campo commerciale, è il MIPS (Mega instruction per second). Esso è definito come:
Il calcolo delle prestazioni 25 inoltre: NI * 10 MIPS = 6 Tcpu f = CPI MIPS ck [ MHz] medio CONSIDERAZIONI QUALITATIVE (2.9) (2.10) Siccome i MIPS sono una misura delle istruzioni eseguite, fissano le prestazioni in modo inverso rispetto al tempo di CPU: le macchine più veloci hanno un valore più elevato in termini di MIPS. L’utilizzo dei MIPS per il confronto di prestazioni, presenta però tre problemi. Per prima cosa esso specifica una misura delle istruzioni eseguite ma non tiene conto delle caratteristiche delle istruzioni stesse: si tratta perciò di una misura utilizzabile solo per CPU con la stessa ISA, in quanto set di istruzioni diverse darebbero luogo a conteggi di istruzioni ovviamente differenti. In secondo luogo, nello stesso calcolatore i MIPS variano a seconda del programma. Una stessa macchina non ha un unico valore di MIPS per ogni software. Infine, il punto più importante è che MIPS possono variare in modo inverso rispetto alle prestazioni. A titolo di esempio, nelle figure seguenti sono riportati i valori MIPS delle CPU Intel ® dal’8086 fino al Pentium ® .
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