平成22年度 春期 午前 問9
コンピュータ構成要素
CPIに関する問題
表の CPI と構成比率で，3種類の演算命令が合計 1,000,000 命令実行されるプログラムを，クロック周波数が 1 GHz のプロセッサで実行するのに必要な時間は何ミリ秒か。
演算命令 │ CPI（Cycles Per Instruction） │ 構成比率（％） ──────────────┼───────────────────────────────┼──────────────── 浮動小数点加算 │ 3 │ 20 浮動小数点乗算 │ 5 │ 20 整数演算 │ 2 │ 60
- ア0.4
- イ2.8
- ウ4.0
- エ28.0
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✓ これが正解イ2.8
解説
平均のCPIを出し、クロック周期を掛けて時間にします。
まず1命令あたり平均で何サイクルかかるかを求めます。構成比率を重みにして、3に0.2を掛けたもの、5に0.2を掛けたもの、2に0.6を掛けたものを足すと2.8になります。これが平均のCPIです。命令は全部で1,000,000ありますから、必要なサイクル数は2,800,000です。クロック周波数が1GHzなら1サイクルは1ナノ秒ですので、2,800,000ナノ秒、つまり2.8ミリ秒かかります。判定の軸は2つあります。構成比率をどの命令に掛けるのかと、サイクル数を時間へ直すときの桁です。どちらか片方でも取り違えると結果が変わります。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア0.4：この値になるには平均のCPIが0.4でなければなりませんが、表に並ぶCPIはどれも2以上です。重みをどう配分しても平均が2を下回ることはないので、与えられた表からは導けません。
- ウ4.0：20パーセントと60パーセントの割り当てを入れ替え、CPIが5の命令に0.6、CPIが2の命令に0.2を掛けると平均が4.0になります。表では60パーセントが割り当てられているのは整数演算のほうです。
- エ28.0：2.8のちょうど10倍にあたります。1サイクルを10ナノ秒として計算すると得られる値で、それはクロック周波数を100MHzとみなしたことになります。設問が与えているのは1GHzです。
出典：平成22年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問9
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