每秒钟CPU指令数

Question

我在备考中遇到了这个问题，但我不知道如何解决。我的考试就要开始了，希望能得到一些帮助。

如果CPU每条指令都发出一个内存请求，计算机运行速度为200 MIPS，那么需要多少个CPU才能使400-MHZ总线达到饱和？假设每次内存引用需要一个总线周期。现在，对于一个使用缓存的系统，并且缓存具有90%的命中率，请重复这个问题。最后，需要什么样的缓存命中率才能让32个CPU共享总线而不会超载？

- snotyak

Answer 1

我正在尝试指导您找出答案...希望这有所帮助。

如果总线速度为400-MHZ，需要多少个CPU才能饱和？

计算处理器数量很简单，只需进行除法运算。您知道总线速度和每个处理器的操作数。这基本上是显而易见的答案。

现在，在使用缓存且缓存命中率为90％的系统中重复此问题。

好的，所以您需要确定每个处理器的指令中有多少命中总线，并使用该数字代替200 MIPS。同上面一样进行除法运算。

最后，如果要让32个CPU共享总线而不超载，需要什么缓存命中率？

这基本上是上面问题的反过来...您知道总线速率和期望的处理器数量。确定每个处理器的指令中有多少到达总线（除法），然后使用该数字来确定每个处理器的缓存命中率（也是除法）。

- Tevo D

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所以... 200 MIPS = 200 MHz，因此400 MIPS = 400 MHz，意味着2个CPU吗？ 我不理解整个“hits”事情。我在本地得到了一些帮助，得到了20个CPU的答案，但我真的不理解。 - snotyak

是的，你走在正确的道路上。400 MHz，每个周期1个请求=总线上的400M个请求。每个CPU正在加载200M个请求，因此有2个CPU。现在计算出每个CPU以90％的命中率将多少个操作放在总线上...然后确定具有该请求数量的CPU数量。 - Tevo D

我们在课堂上刚刚讲解了它。b部分。 0.1 * 200 MIPS = 20 MIPS 400 MHz / 20 MIPS = 20个CPU。c. 400/32 = 12.5 MIPS/CPU (200-12.5)/200 = 187.5/200 = 93.75% - snotyak

不要过于关注数学问题，而是思考命中率的含义。90% 的命中率意味着在100次访问中有90次可以在缓存中处理，而无需进入内存总线。这意味着还有10次需要访问内存。10/100 * 200 MIPS * 1 指令访问 = 每个 CPU 的20M 访问次数。 - Paul S