Calcolo dell’IPCEdit
Il calcolo dell’IPC è fatto attraverso l’esecuzione di un pezzo di codice impostato, calcolando il numero di istruzioni a livello macchina necessarie per completarlo, quindi utilizzando timer ad alte prestazioni per calcolare il numero di cicli di clock necessari per completarlo sull’hardware attuale. Il risultato finale viene dalla divisione del numero di istruzioni per il numero di cicli di clock della CPU.
Il numero di istruzioni al secondo e di operazioni in virgola mobile al secondo per un processore può essere derivato moltiplicando il numero di istruzioni per ciclo con la frequenza di clock (cicli al secondo espressi in Hertz) del processore in questione. Il numero di istruzioni al secondo è un indicatore approssimativo delle probabili prestazioni del processore.
Il numero di istruzioni eseguite per clock non è una costante per un dato processore; dipende da come il particolare software in esecuzione interagisce con il processore, e in effetti l’intera macchina, in particolare la gerarchia di memoria. Tuttavia, alcune caratteristiche del processore tendono a portare a progetti che hanno valori IPC più alti della media; la presenza di unità logiche aritmetiche multiple (una ALU è un sottosistema del processore che può eseguire operazioni aritmetiche e logiche elementari) e pipeline corte. Quando si confrontano diversi set di istruzioni, un set di istruzioni più semplice può portare a un valore IPC più alto rispetto a un’implementazione di un set di istruzioni più complesso che utilizza la stessa tecnologia di chip; tuttavia, il set di istruzioni più complesso può essere in grado di ottenere più lavoro utile con meno istruzioni. Come tale, confrontare le cifre IPC tra diversi set di istruzioni (per esempio x86 vs ARM) è solitamente privo di significato.
Fattori che governano IPCEdit
Un dato livello di istruzioni al secondo può essere raggiunto con un alto IPC e una bassa velocità di clock (come l’AMD Athlon e la prima serie Core di Intel), o da un basso IPC e un’alta velocità di clock (come l’Intel Pentium 4 e in misura minore l’AMD Bulldozer). Entrambi sono progetti di processori validi, e la scelta tra i due è spesso dettata dalla storia, dai vincoli ingegneristici o dalle pressioni del marketing. Tuttavia, un IPC elevato con un’alta frequenza darà sempre le migliori prestazioni.