T1.3 / T1. 5 Ytelse

Question 1

Hva er de viktigste ytelsesmetrikkene i datamaskinsarkitektur?

Answer 1

• Kjøretid (execution time)
• Gjennomstrømning (throughput)
• Ytelse

OBS! Kjøretid er det eneste gyldige og uforandelige målet av ytelse

Question 2

Kjøretid

Answer 2

Tiden det tar fra du starter et program til det er ferdig

Question 3

Hvorfor er kjøretid en av de tre viktigste ytelsesmetrikkene?

Answer 3

• Kan deles inn i tid brukt på applikasjonen (user time) og i operativsystemet (system time)
• Lavere tall er bedre
• Raskere prosessor –> Lavere kjøretid

Question 4

Gjennomstrømning

Answer 4

Mengden arbeid gjort per tidsenhet

Question 5

Hvorfor er gjennomstrømning en av de tre viktigste ytelsesmetrikkene?

Answer 5

• Høyere tall er bedre
• Flere prosessorer –> Mer gjennomstrømning

Question 6

Ytelse

Answer 6

Invers kjøretid
- Høyere tall er bedre
- Ytelse = 1 / Kjøretid
- Måles i tid

Question 7

• Klokkesykler per instruksjon (CPI)

Answer 7

Gjennomsnittlig antall klokkesykler per instruksjon for et program / en programdel

Question 8

Hva er forskjellen på kjøretid og båndbredde?

Answer 8

• Kjøretid: Tiden det tar for et program eller en prosess å fullføre en oppgave fra start til slutt. Måles ofte i sekunder, minutter eller timer.
• Båndbredde: Mengden data som kan overføres per sekund over en nettverksforbindelse. Måles vanligvis i biter per sekund (bps), som Mbps eller Gbps.
• Kjøretid handler om tid for fullføring av en oppgave, mens båndbredde handler om datamengde per tidsenhet i en overføring.

Question 9

Når er det mest hensiktsmessig å velge kjøretid ovenfor båndbredde?

Answer 9

• Hovedmålet er å minimere behandlingstiden for en oppgave
• Dataoverføring ikke er flaskehalsen; når rask fullføring av beregninger er viktigere enn mengden data som kan overføres per sekund

Question 10

Når er det mest hensiktsmessig å velge båndbredde ovenfor kjøretid?

Answer 10

• Store mengder data må overføres raskt
• Nettverkskapasitet er flaskehalsen, slik at økt båndbredde kan redusere ventetid og forbedre brukeropplevelsen.
• Respons og tilgjengelighet er viktigere enn prosesseringshastighet

Question 11

Hva er “The Iron Law”?

Answer 11

• Kjøretid = antall klokkesykler * sykeltid
• Ytelsen avhenger av tre faktorer: instruksjonsnivå, klokkehastighet, og effektivitet i å bruke klokkesykluser

Question 12

Hvordan kan man bruke “The Iron Law” til å forutsi hvordan endringer i arkitekturen påvirker kjøretid?

Answer 12

• Antall instruksjoner: Redusering av instruksjoner per oppgave (f.eks. via optimalisering eller mer effektive instruksjonssett) kan redusere kjøretiden.
• Klokkehastighet: Økning i klokkehastighet (flere sykluser per sekund) kan redusere kjøretiden, men er begrenset av varme og energiforbruk.
• Effektiv bruk av klokkesykluser: Forbedret ressursutnyttelse (f.eks. ved parallell prosessering) reduserer kjøretiden ved å bruke færre sykluser per instruksjon.

Question 13

Hvordan påvirker spenning og klokkefrekvens effektforbruk og strømforbruk?

Answer 13

• Spenning: Økt spenning fører til eksponentielt økt effektforbruk (P ∝ V²). Øker effektforbruket og varmeutviklingen. Høyere spenning gir også høyere strømforbruk.
• Klokkefrekvens: Økt klokkefrekvens fører til høyere effektforbruk (P ∝ f), siden flere operasjoner per sekund krever mer energi. Øker også strømforbruket proporsjonalt med frekvensen.

Question 14

Hva er en testprogramsamling?

Answer 14

Programmer som måler ytelse - altså kjøretid, det fundamentale ytelsesmålet

Question 15

Hvorfor brukes testprogramsamlinger?

Answer 15

• Brukes til å karakterisere ytelsen til et system med ett enkelt tall
• Er representativ for den typiske arbeidslasten til systemet