Berechnung von IPCEdit
Die Berechnung von IPC erfolgt durch Ausführen eines bestimmten Codes, Berechnen der Anzahl der Anweisungen auf Maschinenebene, die für die Ausführung erforderlich sind, und anschließendes Berechnen der Anzahl der Taktzyklen, die für die Ausführung auf der tatsächlichen Hardware erforderlich sind, mit Hilfe leistungsstarker Timer. Das Endergebnis ergibt sich aus der Division der Anzahl der Anweisungen durch die Anzahl der CPU-Taktzyklen.
Die Anzahl der Befehle pro Sekunde und der Gleitkommaoperationen pro Sekunde für einen Prozessor lässt sich durch Multiplikation der Anzahl der Befehle pro Zyklus mit der Taktrate (Zyklen pro Sekunde, angegeben in Hertz) des betreffenden Prozessors ermitteln. Die Anzahl der Befehle pro Sekunde ist ein ungefährer Indikator für die wahrscheinliche Leistung des Prozessors.
Die Anzahl der pro Takt ausgeführten Befehle ist keine Konstante für einen bestimmten Prozessor; sie hängt davon ab, wie die jeweilige Software, die ausgeführt wird, mit dem Prozessor und der gesamten Maschine, insbesondere der Speicherhierarchie, interagiert. Bestimmte Prozessoreigenschaften führen jedoch tendenziell zu Designs mit überdurchschnittlichen IPC-Werten: das Vorhandensein mehrerer arithmetischer Logikeinheiten (eine ALU ist ein Prozessor-Subsystem, das elementare arithmetische und logische Operationen durchführen kann) und kurze Pipelines. Beim Vergleich verschiedener Befehlssätze kann ein einfacherer Befehlssatz zu einer höheren IPC-Zahl führen als die Implementierung eines komplexeren Befehlssatzes unter Verwendung der gleichen Chiptechnologie; der komplexere Befehlssatz kann jedoch mit weniger Befehlen mehr nützliche Arbeit leisten. Daher ist der Vergleich von IPC-Zahlen zwischen verschiedenen Befehlssätzen (z. B. x86 vs. ARM) in der Regel bedeutungslos.
Faktoren für IPCEdit
Eine bestimmte Anzahl von Anweisungen pro Sekunde kann mit einer hohen IPC und einer niedrigen Taktfrequenz (wie beim AMD Athlon und der frühen Core-Serie von Intel) oder mit einer niedrigen IPC und einer hohen Taktfrequenz (wie beim Intel Pentium 4 und in geringerem Maße beim AMD Bulldozer) erreicht werden. Beides sind gültige Prozessordesigns, und die Wahl zwischen den beiden wird oft von der Geschichte, technischen Zwängen oder dem Druck des Marketings diktiert. Ein hoher IPC mit einer hohen Frequenz wird jedoch immer die beste Leistung erbringen.