Question

所以我被告知在这里问这个而不是StackExchage：

如果我有一个程序P，它在30秒内在2GHz机器M上运行，并通过替换所有＆＃39;提升到电源4＆＃39;来优化。有3个乘以x乘以的指令。这个优化的程序将是P＆＃39;。乘法的CPI为2，功率的CPI为12.如果优化了10 ^ 9个这样的操作，总执行时间的百分比是多少？

这是我到目前为止所推断的内容。对于P，我们有：

        time (30s)
        CPI: 12
        Frequency (2GHz)

对于P＆＃39;，我们有：

            CPI (6) [2*3]
            Frequency (2GHz)

所以我需要弄清楚如何计算P＆＃39;为了比较时间。但我不知道如何实现这一目标。有人可以帮帮我吗？

Answer 1

程序P，在30秒内在2GHz机器M上运行，并通过用3乘以x乘以3的指令替换所有“上升到4”的实例进行优化。这个优化的程序将是P'。乘法的CPI为2，功率的CPI为12.如果有10 ^ 9个这样的操作被优化，

根据这些信息，我们可以计算执行所有POWER4（“上升到电源4”）指令所需的时间，我们有这些指令的总数（所有POWER4都被替换，计数是10 ^ 9或1 G）。每个POWER4指令需要12个时钟周期（CPI =每条指令的时钟），因此所有POWER4都以1G * 12 = 12G周期执行。

2GHz机器每秒有2G周期，执行时间为30秒。总P程序执行是2G * 30 = 60 G循环（60 * 10 ^ 9）。我们可以得出结论，P程序有一些其他指令。我们不知道有什么指示，他们有多少次执行，也没有关于他们的平均CPI的信息。但我们知道执行其他指令所需的时间是60 G - 12 G = 48 G（程序运行总时间减去POWER4运行时间 - 对于简单处理器来说是真的）。有一些X执行指令，Y均值为CPI，因此X * Y = 48 G.

因此，为程序P执行的总周期为

Freq * seconds = POWER4_count * POWER4_CPI + OTHER_count * OTHER_mean_CPI

2G * 30 = 1G * 12 + X * Y

P的总运行时间：

30s =（1G * 12 + X * Y）/ 2GHz

总执行时间的百分比是多少？

用3倍多的MUL指令替换1G POWER4操作（乘以）后，我们有3G MUL操作，它们所需的周期现在是CPI *计数，其中MUL CPI是2：2 * 3G = 6G周期。 P'的X * Y部分没有变化，我们可以解决这个问题。

P'时间秒数=（MUL_count * MUL_CPI + OTHER_count * OTHER_mean_CPI）/频率

P'时间=（3G * 2 + X * Y）/ 2GHz

改进不是那么大，因为P中的POWER4指令只占用了运行时间的一部分：12G / 60G;并且优化将12G转换为6G，而不更改剩余的48 G循环部分。通过将部分时间减半，我们得到的时间不到一半。

优化程序并计算总执行时间的百分比得到改善

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