题干本题共包含 2 个小题

若机器M1和M2具有相同的指令集,其时钟频率分别为1GHz和1.5GHz。在指令集中有五种不同类型的指令A~E。下表给出了在M1和M2上每类指令的平均时钟周期数CPI。

简答题1

M1和M2的峰值MIPS各是多少?

正确答案

M1上可以选择一段都是A类指令组成的程序,其峰值MIPS为1000MIPS。 
M2上可以选择一段A和B类指令组成的程序,其峰值MIPS为1500/2=750MIPS。

答案解析

简答题2

假定某程序P的指令序列中,五类指令具有完全相同的指令条数,则程序P在M1和M2上运行时,哪台机器更快?快多少?在M1和M2上执行程序P时的平均时钟周期数CPI各是多少?

正确答案

5类指令具有完全相同的指令条数,所以各占20%。
在M1和M2上执行程序P时的平均时钟周期数CPI分别为:
M.1:20%×(1+2+2+3+4)= 0.2×12 = 2.4
M.2:20%×(2+2+4+5+6)= 0.2×19 = 3.8
假设程序P的指令条数为N,则在M1和M2上的执行时间分别为:
M.1:2.4×N×1/1G = 2.4N(ns)
M.2:3.8×N×1/1.5G = 2.53N(ns)
M.1执行P的速度更快,每条指令平均快0.13ns,也即M1比M2快0.13/2.53×100%≈5%。

答案解析

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