令和7年度春期 ITストラテジスト 午前Ⅰ 問4

CPU性能評価の基礎量

クロック周期・CPI・実行命令数の単位と関係を調べ、時間を比較する準備をしましょう。

この問題で問われていること

ナノ秒、サイクル、命令という単位は、プログラムの実行時間を考える際にどのようにつながるでしょうか。

CPU性能評価の基礎量

ナノ秒、サイクル、命令という単位は、プログラムの実行時間を考える際にどのようにつながるでしょうか。

確認ポイント

• クロック周期とクロック周波数では、単位と表している量がどう異なるか調べましょう。
• CPIの単位を確認し、プログラム全体のクロックサイクル数を考えるには、ほかにどの情報が必要か調べましょう。
• プログラムに含まれる命令数と、実行中に実際に処理される命令数の違いを調べ、今回の比較で実行命令数をどう扱うか考えましょう。

正解

ウ

解説

添付の公式解答PDFでは，問4の正解は「ウ」です。処理時間は「実行命令数×CPI×CPUクロック周期」で求める。同じプログラムの実行命令数をNとすると，Aの処理時間はN×4.0×1ナノ秒，Bの処理時間はN×0.5×4ナノ秒となる。A/Bを計算すると実行命令数Nが相殺され，(4.0×1)/(0.5×4)＝2となる。

添付の公式解答PDFでは，問4の正解は「ウ」です。処理時間は「実行命令数×CPI×CPUクロック周期」で求める。同じプログラムの実行命令数をNとすると，Aの処理時間はN×4.0×1ナノ秒，Bの処理時間はN×0.5×4ナノ秒となる。A/Bを計算すると実行命令数Nが相殺され，(4.0×1)/(0.5×4)＝2となる。

選択肢ア

誤り。処理時間の比は，CPUクロック周期の比とCPIの比を掛けて求める。(1/4)×(4.0/0.5)＝2なので，1/32にはならない。

選択肢イ

誤り。1/2は，コンピュータBの処理時間をコンピュータAの処理時間で割った比である。設問ではAの処理時間をBの処理時間で割る。

選択肢ウ（正解）

正しい。1命令当たりの平均処理時間は，Aが1ナノ秒×4.0＝4ナノ秒，Bが4ナノ秒×0.5＝2ナノ秒である。したがって，Aの処理時間はBの4/2＝2倍になる。

選択肢エ

誤り。8はCPIだけを比較した4.0/0.5の値である。処理時間の比較にはCPUクロック周期も必要なので，さらに1/4を掛ける。

学習のポイント

ナノ秒、サイクル、命令という単位は、プログラムの実行時間を考える際にどのようにつながるでしょうか。