4、コンピュータの性能は将来どうなるか

4、1、CPUの高速化
ムーアの法則「18ヶ月で半導体の集稿体は約2倍になる」・・・本来の意味
=CPUの処理速度も「18ヶ月で2倍」
=CPUの周波数(処理性能)

Pentium4:2から10GHz→トランジスタ
                                                              42,000,000個
2002.6:0.045μm幅、20mmゲート
       ↓
2007         :量産化、20GHz→トランジスタ数、10億個
       ↓
2009         :0.032μm、16mm、30GHz→お金:1,000億〜1兆円

4、2、ハードディスクの大容量化

4、3、ネットワークの高速化
ブロードバンド:1.5Mbps(光ファイバー)
2006〜7年:100Mbps
                                     1Gbps→10Gbpds / 波長
1000波多重:10G×1,000=10,000Gbps
                                                             =10Tbps(2005年)
 

5、CPUの性能評価

5、1、MIPS
1秒あたりの実行命令数(単位100万)

Tcpu={CPI1×n+CPU2×m}Ck
            =I×CPI×ck
I:命令実行回数
CPI:1回の実行に必要な平均クロックサイクル数(回)
Ck:クロックサイクル時間(秒  /  回)=1/  CR
CR:クロック周波数の逆数
 

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例題
プログラム:a→b→c→b→c→d
命令
CPI

(1)CPIiの平均はいくらか?
(2)Ck(クロックサイクル時間)が2nSのとき、このプログラムwp実行したときのCPU時間(Tsec)は何μsか?
(3)このコンピュータのクロック周波数(CR)は何MHzか?
(4)Ck=1.25msのコンピュータを使うと、実行速度は何%向上するか?

答え
(1)(2×1+4×2+6×2+8×1) /  6=
(2)Tcpu=Σ(Ii×CPUi)Ckに代入
                          =6×5×2×10-9
                          =60ms
                          =0.06μs
(3)CR=1/ Ck=1 / 2×10-9
                                          =0.5×109
                                          =500MHz
(4)Tcpu=6×5×1.25×10-9
                          =37.5ns
                          =0.0375μs
             0.06  /  0.0375=1.6
             60%向上する

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