CPU時間的計算可以通過以下公式進行:
CPU時間 = (指令數 × CPI) × 指令周期時間
指令數:表示程式中執行的指令總數。
CPI:指令周期時間,即執行每條指令所需的時鐘周期數。
指令周期時間:指執行每條指令所需的時間,包括取指、解碼、執行指令等過程的時間總和。
在全命中情況下,即所有指令都能直接從記憶體中取出,不需要額外的訪存操作,失效率為零。此時,CPU時間簡化為:
CPU時間(全命中) = 指令數 × CPI × 指令周期時間
在實際套用中,指令可能不會全部命中快取,即部分指令需要額外的訪存操作。這種情況下,失效率不為零,CPU時間的計算會更加複雜。例如,可以使用以下公式:
CPU時間(真實) = 指令數 × (CPI + 每條指令訪存次數/指令數 × 失效率 × 失效開銷) × 指令周期時間
其中,失效開銷是指由於指令未命中快取而導致的額外開銷。
需要注意的是,CPU時間的計算不包括等待I/O、等待記憶體回響等其他等待時間,這些時間通常由作業系統管理,不直接反映CPU的運行效率。
綜上所述,CPU時間的計算主要依賴於指令數、CPI以及指令周期時間,這些參數可以通過程式分析工具或系統性能監控工具獲得。