如何在计算MIPS时去掉赫兹？ [英] How do you get rid of Hz when calculating MIPS?
问题描述
我正在学习计算机结构。 我有一个关于MIPS的问题，这是计算CPU执行时间的方法之一。
MIPS公式如下。
并且如果时钟频率为4 GHz并且CPI为1。 我认为MIPS是4000赫兹。因为它是4*10^9*Hz/1*10^6。
我不知道保留单位赫兹是否正确。
推荐答案
对于任何数量，了解其单位非常重要。除了标度因子(比如秒比埃长很多倍)，单位还有维度，这是基本的(至少对于时间这样的物理量；当你计算抽象事物时，它可能变得不那么明显)。
这些示例单位都是长度单位，所以它们具有相同的维度；增加或减去两个长度在物理上是有意义的，或者如果我们除以它们，那么长度就抵消了，我们得到了一个纯粹的比率。(显然，我们必须考虑比例因子，因为1秒/1埃不是1，而是3.0856776e+26。)这就是为什么我们可以说一秒比一埃长，但我们不能说它比一秒长。(它比一光秒还长，但这并不是唯一可能联系时间和距离的速度。)
1米/秒与1公斤或无量纲1不是一回事。
时间(秒)是一个维度，我们可以将执行的指令视为另一个维度。(我称它为I，因为它没有标准的SI单位，AFAIK，人们可能会认为它不是真正的物理维度。然而，这并不能阻止这种维度分析的用处。)
(基于计数的标准单位的一个示例是mole in chemistry，即粒子计数。它是SI基本单位。)
时钟周期的计数可以视为另一个维度，在这种情况下，时钟频率是周期/秒，而不仅仅是s-1。(秒s是基本SI时间单位。)如果我们想要确保正确地在两端抵消它，这是一个有用的方法，特别是在我们有周期/指令(CPI)这样的量的情况下。因此，周期时间为s/c，每个周期为秒。hz的维度为s-1，所以如果它是某物每秒，如果某物不是无量纲的，我们就不应该使用hz。(时钟频率通常以赫兹为单位，因为周期在物理学中不是真正的单位。这是我们为了确保一切正常取消而引入的功能)。
MIPS的维度为instructions / time(I / s)，因此影响它的因素必须抵消所有周期计数。我们不称它为赫兹，因为我们将指令视为一个真实的单位，因此4000 MIPS不是4000 MHz。(MIPS本身是一个单位，因此它绝对不是4000赫兹的MIPS；如果以这种方式组合单位是有意义的，那将是I/s2的尺寸，这将是一个加速度，而不是一个速度。
从您的公式列表中，省略了系数10^6(这是MIPS中的M，每秒指令前面只有一个公制前缀，I/s)
instructions / total time显然有效，不需要任何取消。I / (c * s / c)=I / s取消分母中的周期(I * c/s) / (I * c/I)取消分母中的指令(I * c/s) / c取消周期：
(I * 1/s) / 1=I/s(c/s) / (c/I)取消周期：(1/s) / (1/I)应用1/(1/I)=I倒数
(1/s) * I=I / s
所有这些都有指令/秒的维度，即I/S或IPS。比例因子为106，这是MIPS。
顺便说一句，这称为量纲分析，在物理学(和其他科学)中，它是检验公式是否合理的便捷工具，因为两边必须有相同的量纲。
例如，如果你试图记住加速物体的位置(或距离)是如何工作的，d = 1/2 * a * t^2是有效的，因为加速度是distance / time / time(例如m/s^2)，时间平方抵消了s^-2只留下距离。如果您记错了1/2 a^2 * t之类的内容，您可以立即发现这是错误的，因为您的尺寸为m / s^4 * s=m / s^3，这不是距离单位。
(1/2的系数不是你可以用量纲分析来检验的；你只能通过做完整的数学运算，例如求导数或积分，或者关于速度与时间的线性图的几何论证，才能得到1/2、pi、e等常量系数。)
这篇关于如何在计算MIPS时去掉赫兹？的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！
