Инструкций в секунду

Эффективность компьютерной обработки, измеряемая как количество ватт, необходимых на миллион команд в секунду (Вт на MIPS).

Инструкции в секунду (IPS ) - это мера скорости процессора компьютера . Для компьютеров CISC разные инструкции занимают разное время, поэтому измеряемое значение зависит от сочетания инструкций; даже при сравнении процессоров одного семейства измерение IPS может быть проблематичным. Многие сообщенные значения IPS представляют собой «пиковые» скорости выполнения искусственных последовательностей инструкций с небольшим количеством ветвей и без конкуренции за кеш, тогда как реалистичные рабочие нагрузки обычно приводят к значительно более низким значениям IPS. Иерархия памяти также сильно влияет на производительность процессора, и эта проблема практически не учитывается при расчетах IPS. Из-за этих проблем синтетические тесты, такие как Dhrystone, в настоящее время обычно используются для оценки производительности компьютера в часто используемых приложениях, а необработанные IPS вышли из употребления.

Этот термин обычно используется в сочетании с метрическим префиксом (K, M, G, P или E) для формирования килограммов инструкций в секунду (KIPS ), миллионов инструкций в секунду (MIPS ) и миллиардов инструкций в секунду (GIPS ) и т. Д.. Раньше TIPS время от времени использовалось для "тысячи ips".

• 1 Вычисления
• 2 тысячи инструкций в секунду (TIPS / KIPS)
• 3 Миллионы инструкций в секунду (MIPS)
• 4 Временная шкала инструкций в секунду
• 5 См. Также
• 6 Ссылки

IPS можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

$IPS\; =\; сокеты\; \times \; количество\; ядер\; сокет\; \times \; часы\; \times \; Это\; цикл\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{IPS\}\}\; =\; \{\backslash \; text\; \{сокеты\}\}\; \backslash \; times\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; text\; \{cores\}\}\; \{\backslash \; text\; \{socket\}\}\}\; \backslash \; times\; \{\backslash \; text\; \{clock\}\}\; \backslash \; times\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; text\; \{Is\}\}\; \{\backslash \; text\; \{цикл\; \}\}\}\}$

Однако измерение команд / цикла зависит от последовательности команд, данных и внешних факторов.

До того, как стали доступны стандартные тесты, средняя скорость компьютеров была основана на вычислениях для комбинации инструкций с результатами, выраженными в килограммах инструкций в секунду (kIPS). Самым известным был Gibson Mix, произведенный Джеком Кларком Гибсоном из IBM для научных приложений. Другие рейтинги, такие как комбинация ADP, не включающая операции с плавающей запятой, были созданы для коммерческих приложений. Единица тысячи инструкций в секунду (kIPS) сегодня используется редко, поскольку большинство современных микропроцессоров могут выполнять не менее миллиона инструкций в секунду.

Скорость данного ЦП зависит от многих факторов, таких как тип выполняемых инструкций, порядок выполнения и наличие инструкций ветвления ( проблематично в конвейерах процессора). Частота команд ЦП отличается от тактовых частот, обычно указываемых в Гц, поскольку для выполнения каждой инструкции может потребоваться несколько тактовых циклов или процессор может выполнять несколько независимых команд одновременно. MIPS может быть полезен при сравнении производительности процессоров с аналогичной архитектурой (например, микроконтроллеры Microchip), но их сложно сравнивать между разными архитектурами ЦП . Это привело к тому, что термин «бессмысленные показатели производительности» стал популярным среди технических специалистов к середине 1980-х.

По этой причине MIPS стал не мерой скорости выполнения инструкций, а скоростью выполнения задачи по сравнению с Справка. В конце 1970-х производительность миникомпьютеров сравнивалась с использованием VAX MIPS, когда компьютеры измерялись при выполнении задачи, и их производительность оценивалась по сравнению с VAX 11/780, который продавался как машина с 1 MIPS.. (Этот показатель также известен как VAX Unit of Performance или VUP .) Это было выбрано, потому что 11/780 был примерно эквивалентен по производительности IBM System / 370 модель 158–3, которая была широко принята в компьютерной индустрии как работающая со скоростью 1 MIPS.

Многие заявления о производительности миникомпьютеров основаны на версии Fortran теста Whetstone, что дает миллионы инструкций по точильному камню в секунду (MWIPS). VAX 11/780 с FPA (1977) работает со скоростью 1,02 MWIPS.

Эффективная скорость MIPS сильно зависит от используемого языка программирования. В отчете Whetstone есть таблица, показывающая скорости MWIPS ПК через ранние интерпретаторы и компиляторы вплоть до современных языков. Первый компилятор для ПК был для BASIC (1982), когда процессор 8088/87 с частотой 4,8 МГц получил 0,01 MWIPS. Результаты для Intel Core 2 Duo с тактовой частотой 2,4 ГГц (1 CPU 2007) варьируются от 9,7 MWIPS с использованием BASIC Interpreter, 59 MWIPS с использованием BASIC Compiler, 347 MWIPS с использованием Fortran 1987 года, 1534 MWIPS с использованием HTML / Java до 2403 MWIPS с использованием современного C /C ++ компилятор.

Для самых ранних 8-битных и 16-битных микропроцессоров производительность измерялась в тысячах инструкций на секунды (1000 KIPS = 1 MIPS).

zMIPS - это показатель MIPS, используемый внутри IBM для оценки своих серверов мэйнфреймов (zSeries, IBM System z9 и IBM System z10 ).

Взвешенный миллион операций в секунду (WMOPS) - аналогичный показатель, используемый для аудиокодеков.

• IPC на кристалл = инструкций за такт (IPS / тактов в секунду)
• IPC на ядро ​​= инструкций за такт на ядро ​​(IPS / такт циклов в секунду / ядра)

Процессор / система	Dhrystone MIPS или MIPS, и частота	IPC на кристалл	IPC на ядро ​​	Год	Источник
UNIVAC I	0,002 MIPS при 2,25 МГц	0,0008	0,0008	1951
IBM 7030 ("Stretch")	1.200 MIPS при 3,30 МГц	0,364	0,364	1961
CDC 6600	10,00 MIPS при 10,00 МГц	1	1	1965
Intel 4004	0,092 MIPS при 0,740 МГц. (не кристалл)	0,124	0,124	1971
IBM System / 370 Model 158	0,640 MIPS при 8,696 МГц	0,0736	0,0736	1972
Intel 8080	0,290 MIPS при 2,000 МГц (не кристалл)	0,145	0,145	1974
Cray 1	160,0 MIPS на 80,00 МГц	2	2	1975
Технология MOS 6502	0,430 MIPS на 1,000 МГц	0,43	0,43	1975
Intel 8080A	0,435 MIPS при 3,000 МГц (без кристаллов)	0,145	0,145	1976
Zilog Z80	0,580 MIPS при 4,000 МГц (Not Dhrystone)	0,145	0,145	1976
Motorola 6802	0,500 MIPS при 1.000 МГц	0,5	0,5	1977
IBM System / 370 Model 158-3	0,730 MIPS при 8,696 МГц	0,0839	0.0839	1977
VAX-11/780	1.000 MIPS на 5.000 МГц	0,2	0,2	1977
Motorola 6809	0,420 MIPS при 1.000 МГц	0,42	0,42	1978
Intel 8086	0,330 MIPS при 5.000 МГц	0,066	0,066	1978
Fujitsu MB8843	2.000 MIPS при 2.000 МГц. (не кристалл)	1	1	1978
Intel 8088	0,750 MIPS при 10,00 МГц	0,075	0,075	1979
Motorola 68000	1,400 MIPS при 8000 МГц	0,175	0,175	1979
Zilog Z8001 / Z8002	1,5 MIPS при 6 МГц	0,25	0,25	1979
Intel 8035/8039/8048	6 MIPS при 6 МГц. (не кристалл)	1	1	1980
Fujitsu MB8843 / MB8844	6 MIPS при 6 МГц. (не кристалл)	1	1	1980
Zilog Z80 / Z80H	1,16 MIPS при 8 МГц (Not Dhrystone)	0,145	0,145	1981
Motorola 6802	1,79 MIPS при 3,58 МГц	0,5	0,5	1981
Zilog Z8001 / Z8002B	2,5 MIPS при 10 МГц	0,25	0,25	1981
Технология MOS 6502	2,522 MIPS при 5,865 МГц	0,43	0,43	1981
Intel 286	1,28 MIPS при 12 МГц	0,107	0,107	1982
Motorola 68000	2,188 MIPS при 12,5 МГц	0,175	0,175	1982
Motorola 68010	2,407 MIPS при 12,5 МГц	0,193	0,193	1982
NEC V20	4 MIPS при 8 МГц. (не кристалл)	0,5	0,5	1982
Компьютерная графическая система LINKS-1 ( 257-процессор)	642,5 MIPS при 10 МГц	2,5	0,25	1982
Texas Instruments TMS32010	5 MIPS при 20 МГц	0,25	0,25	1983
NEC V30	5 MIPS при 10 МГц. (Not Dhrystone)	0,5	0,5	1983
Motorola 68010	3,209 MIPS при 16,67 МГц	0,193	0,193	1984
Motorola 68020	4,848 MIPS при 16 МГц	0,303	0.303	1984
Hitachi HD63705	2 MIPS при 2 МГц	1	1	1985
Intel i386DX	2,15 MIPS при 16 МГц	0,134	0,134	1985
Hitachi-Motorola 68HC000	3,5 MIPS при 20 МГц	0,175	0,175	1985
Intel 8751	1 MIPS при 12 МГц	0,083	0,083	1985
Sega System 16 (4-процессорный)	16,33 MIPS при 10 МГц	4,083	1,020	1985
ARM2	4 MIPS при 8 МГц	0,5	0,5	1986
Texas Instruments TMS34010	6 MIPS при 50 МГц	0,12	0,12	1986
NEC V70	6,6 MIPS при 20 МГц	0,33	0,33	1987
Motorola 68030	9 MIPS при 25 МГц	0,36	0,36	1987
Gmicro / 200	10 MIPS при 20 МГц	0,5	0,5	1987
Texas Instruments TMS320C20	12,5 MIPS при 25 МГц	0,5	0,5	1987
Analog Devices ADSP-2100	12,5 MIPS при 12,5 МГц	1	1	1987
Texas Instruments TMS320C25	25 MIPS при 50 МГц	0,5	0,5	1987
Motorola 68020	10 MIPS при 33 МГц	0,303	0,303	1988
Motorola 68030	18 MIPS при 50 МГц	0,36	0,36	1988
Namco System 21 (10-процессорный)	73,927 MIPS на 25 МГц	2,957	0,296	1988
Intel i386DX	4,3 MIPS на 33 МГц	0,13	0,13	1989
Intel i486DX	8,7 MIPS при 25 МГц	0,348	0,348	1989
NEC V80	16,5 MIPS при 33 МГц	0,5	0,5	1989
Intel i860	25 MIPS при 25 МГц	1	1	1989
Atari Hard Drivin ' (7-процессорный)	33,573 MIPS при 50 МГц	0,671	0,0959	1989
NEC SX-3 (4 процессора)	680 MIPS при 400 МГц	1,7	0,425	1989
ARM3	12 MIPS при 25 МГц	0,5	0,5	1989
Motorola 68040	44 MIPS при 40 МГц	1,1	1,1	1990
Namco System 21 (Galaxian³) (96-процессорный)	1,660,386 MIPS при 40 МГц	41,51	0,432	1990
AMD Am386	9 MIPS при 40 МГц	0,225	0,225	1991
Intel i486DX	11,1 MIPS при 33 МГц	0,336	0,336	1991
Intel i860	50 MIPS при 50 МГц	1	1	1991
Intel i486DX2	25,6 MIPS при 66 МГц	0,388	0,388	1992
Alpha 21064	86 MIPS при 150 МГц	0,573	0,573	1992
Alpha 21064	135 MIPS при 200 МГц	0,675	0,675	1993
MIPS R4400	85 MIPS при 150 МГц	0,567	0,567	1993
Gmicro / 500	132 MIPS при 66 МГц	2	2	1993
IBM-Motorola PowerPC 601	157,7 MIPS при 80 МГц	1,971	1,971	1993
SGI Onyx RealityEngine (36-процессорный)	2640 MIP S на 150 МГц	17,6	0,489	1993
Namco Magic Edge Hornet Simulator (36-процессорный)	2880 MIPS при 150 МГц	19,2	0,533	1993
ARM7	40 MIPS при 45 МГц	0,889	0,889	1994
Intel DX4	70 MIPS при 100 МГц	0,7	0,7	1994
Motorola 68060	110 MIPS при 75 МГц	1,33	1,33	1994
Intel Pentium	188 MIPS при 100 МГц	1,88	1,88	1994
Microchip PIC16F	5 MIPS при 20 МГц	0,25	0,25	1995
IBM-Motorola PowerPC 603e	188 MIPS при 133 МГц	1,414	1,414	1995
ARM 7500FE	35,9 MIPS при 40 МГц	0,9	0,9	1996
IBM-Motorola PowerPC 603ev	423 MIPS при 300 МГц	1,41	1,41	1996
Intel Pentium Pro	541 MIPS при 200 МГц	2,7	2,7	1996
Hitachi SH-4	360 MIPS при 200 МГц	1,8	1,8	1997
IBM-Motorola PowerPC 750	525 MIPS при 233 МГц	2,3	2,3	1997
Zilog eZ80	80 MIPS при 50 МГц	1,6	1,6	1999
Intel Pentium III	2,054 MIPS при 600 МГц	3,4	3,4	1999
Sega Naomi Multiboard (32 процессора)	6400 MIPS при 200 МГц	32	1	1999
Freescale MPC8272	760 MIPS при 400 МГц	1,9	1,9	2000
AMD Athlon	3561 MIPS при 1,2 ГГц	3,0	3,0	2000
Silicon Recognition ZISC 78	8600 MIPS при 33 МГц	260,6	260,6	2000
ARM11	515 MIPS при 412 МГц	1,25	1,25	2002
AMD Athlon XP 2500+	7 527 MIPS при 1,83 ГГц	4,1	4,1	2003
Pentium 4 Extreme Edition	9726 MIPS на 3,2 ГГц	3,0	3,0	2003
Microchip PIC10F	1 MIPS на 4 МГц	0,25	0,25	2004
ARM Cortex-M3	125 MIPS при 100 МГц	1,25	1,25	2004
Nios II	190 MIPS при 165 МГц	1,13	1,13	20 04
MIPS32 4KEc	356 MIPS при 233 МГц	1,5	1,5	2004
VIA C7	1799 MIPS на 1,3 ГГц	1,4	1,4	2005
ARM Cortex-A8	2000 MIPS при 1,0 ГГц	2,0	2,0	2005
AMD Athlon FX-57	12 000 MIPS при 2,8 ГГц	4,3	4,3	2005
AMD Athlon 64 3800+ X2 (2-ядерный)	14,564 MIPS при 2,0 ГГц	7,3	3,6	2005
ARM Cortex-R4	450 MIPS на 270 МГц	1,66	1,66	2006
MIPS32 24K	604 MIPS на 400 МГц	1,51	1,51	2006
PS3 Cell BE (только PPE )	10240 MIPS при 3,2 ГГц	3,2	3,2	2006
IBM Xenon CPU (3-ядерный)	19 200 MIPS при 3,2 ГГц	6,0	2.0	2005
AMD Athlon FX-60 (2-ядерный)	18 938 MIPS при 2,6 ГГц	7,3	3,6	2006
Intel Core 2 Extreme X6800 (2-ядерный)	27079 MIPS при 2,93 ГГц	9,2	4,6	2006
Intel Core 2 Extreme Q X6700 (4-ядерный)	49 161 MIPS при 2,66 ГГц	18,4	4,6	2006
MIPS64 20Kc	1370 MIPS при 600 МГц	2,3	2,3	2007
PA Semi PA6T-1682M	8800 MIPS при 1,8 ГГц	4.4	4,4	2007
Qualcomm Scorpion (Cortex A8-like)	2100 MIPS при 1 ГГц	2,1	2,1	2008
Intel Atom N270	3846 MIPS при 1,6 ГГц	2,4	2,4	2008
Intel Core 2 Extreme QX9770 (4-ядерный)	59,455 MIPS при 3,2 ГГц	18,6	4,6	2008
Intel Core i7 920 (4-ядерный)	82300 MIPS при 2,93 ГГц	28.089	7.022	2008
ARM Cortex-M0	45 MIPS при 50 МГц	0,9	0,9	2009
ARM Cortex-A9 ( 2-ядерный)	7500 MIPS при 1,5 ГГц	5,0	2,5	2009
AMD Phenom II X4 940 Black Edition	42,820 MIPS на 3,0 ГГц	14,3	3,5	2009
AMD Phenom II X6 1100T	78440 MIPS на 3,3 ГГц	23,7	3,9	2010
Intel Core i7 Extreme Edition 980X (6 ядер)	147600 MIPS при 3,33 ГГц	44,7	7.46	2010
ARM Cortex A5	1256 MIPS при 800 МГц	1,5 7	1,57	2011
ARM Cortex A7	2850 MIPS при 1,5 ГГц	1,9	1,9	2011
Qualcomm Krait (аналогично Cortex A15, 2 ядра)	9 900 MIPS при 1,5 ГГц	6,6	3,3	2011
AMD E- 350 (2-ядерный)	10000 MIPS при 1,6 ГГц	6,25	3,125	2011
Nvidia Tegra 3 (Четырехъядерный Cortex-A9 )	13 800 MIPS при 1,5 ГГц	9,2	2,5	2011
Samsung Exynos 5250 (Cortex- A15-подобный 2-ядерный	14000 MIPS при 2,0 ГГц	7,0	3,5	2011
Intel Core i5 - 2500K (4 ядра)	83000 MIPS при 3,3 ГГц	25,152	6,288	2011
Intel Core i7 875K	92 100 MIPS при 2,93 ГГц	31,4	7,85	2011
AMD FX-8150 (8-ядерный)	90,749 MIPS при 3,6 ГГц	25,2	3,15	2011
Intel Core i7 2600K	117 160 MIPS при 3,4 ГГц	34,45	8.61	2011
Intel Core i7-3960X	176 170 MIPS при 3,3 ГГц	53,38	8,89	2 011
AMD FX-8350	97,125 MIPS при 4,2 ГГц	23,1	2,9	2012
AMD FX-9590	115625 MIPS при 5,0 ГГц	23,1	2,9	2012
Intel Core i7 3770K	106924 MIPS при 3,9 ГГц	27,4	6,9	2012
Intel Core i7 4770K	133740 MIPS при 3,9 ГГц	34,29	8,57	2013
Intel Core i7 5960X	298190 MIPS при 3,5 ГГц	85,2	10,65	2014
Raspberry Pi 2	4744 MIPS при 1,0 ГГц	4,744	1,186	2014
Intel Core i7 6950X	320,440 MIPS при 3,5 ГГц	91,55	9,16	2016
ARM Cortex A73 (4-ядерный)	71120 MIPS при 2,8 ГГц	25,4	6,35	2016
ARM Cortex A75	?	?	8.2-9.5	2017
ARM Cortex A76	?	?	10.7-12.4	2018
ARM Cortex A77	?	?	?	2019
ARM Cortex A78	?	?	?	2020
AMD Ryzen 7 1800X	304510 MIPS при 3,7 ГГц	82,3	10,29	2017
Intel Core i7-8086K	221,720 MIPS при 5,0 ГГц	44,34	7,39	2018
Intel Core i9-9900K	412 090 MIPS при 4,7 ГГц	87,68	10,96	2018
AMD Ryzen 9 3950X	749 070 MIPS при 4,6 ГГц	162,84	10,18	2019
AMD Ryzen Threadripper 3990X	2356230 MIPS при 4,35 ГГц	541,66	8,46	2020
Процессор / система	Dhrystone MIPS / MIPS	IPC на die	IPC на ядро ​​	Год	Источник

• TOP500
• FLOPS - операций с плавающей запятой в секунду
• SUPS
• Бенчмарк (вычисления)
• BogoMips (измерение скорости ЦП с помощью ядра Linux )
• Инструкций на цикл
• Циклов на инструкцию
• Dhrystone (эталонный тест) - Целочисленный тест DMIPS
• Whetstone (тест) - Тест с плавающей запятой
• Миллион сервисных единиц (MSU)
• Порядок величины (вычисления)
• Производительность на ватт