Rendimiento en Informática: Fórmulas y Ecuaciones Clave

DataSheet Rendimiento
Rendimiento:
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =
1
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑐𝑢𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑥 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑐𝑢𝑐𝑖ó𝑛𝑦
=
=𝑛
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑦 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑐𝑢𝑐𝑖ó𝑛𝑥
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑐𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝑈
Tiempo de ejecución:
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝑈 = 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗 𝐶𝑃𝑈 × 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑙𝑜𝑗 =
Para ciclos por instrucción constantes
(CPI=cte):
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗 𝐶𝑃𝑈
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗 𝐶𝑃𝑈 = 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑜 𝑑𝑒 𝐼𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 × 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 𝐼𝐶 × 𝐶𝑃𝐼
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝑈 = 𝐼𝐶 × 𝐶𝑃𝐼 × 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗 =
𝐼𝐶 × 𝐶𝑃𝐼
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗
𝑛
Para ciclos por instrucción variables (CPI no
es constante y depende de la instrucción):
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗 𝐶𝑃𝑈 = ∑(𝐶𝑃𝐼𝑖 × 𝐼𝐶𝑖 )
𝑖=1
𝑛
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝑈 = ∑(𝐶𝑃𝐼𝑖 × 𝐼𝐶𝑖 ) × 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗 =
𝑖=1
𝐼𝐶 × 𝐶𝑃𝐼
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗
𝑛
𝐶𝑃𝐼 =
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗 𝐶𝑃𝑈
𝐼𝐶𝑖
= ∑(𝐶𝑃𝐼𝑖 × )
𝐼𝐶
𝐼𝐶
𝑖=1
𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =
Ecuación resumen:
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝑈 =
𝑆𝑝𝑒𝑒𝑑𝑢𝑝 =
Ley de Amdahl:
𝐼𝐶𝑖
𝐼𝐶
𝐼𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗
𝑆𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠
×
×
𝑃𝑟𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎
𝐼𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑜𝑗
𝑅𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑐𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑠𝑖𝑛 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎
=
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 sin 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑐𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑐𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎
𝑇𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎 =
𝑆𝑝𝑒𝑒𝑑𝑢𝑝 =
𝑇𝑎𝑓𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜
+ 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖𝑛 𝑎𝑓𝑒𝑐𝑡𝑎𝑟
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎
1
(1 − 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛𝑀𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑎 ) +
𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑆𝑝𝑒𝑒𝑑𝑢𝑝𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜