Instrucciones por segundo

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Medición de la velocidad de procesamiento de un ordenador
Eficiencia de procesamiento de computadora, medida como el número de vatios necesarios por millón de instrucciones por segundo (Watts per MIPS).

Instrucciones por segundo (IPS) es una medida de la velocidad del procesador de una computadora. Para las computadoras con conjunto de instrucciones complejas (CISC), las diferentes instrucciones toman diferentes cantidades de tiempo, por lo que el valor medido depende de la combinación de instrucciones; incluso para comparar procesadores de la misma familia, la medición de IPS puede ser problemática. Muchos valores de IPS informados han representado valores "picos" tasas de ejecución en secuencias de instrucciones artificiales con pocas bifurcaciones y sin contención de caché, mientras que las cargas de trabajo realistas generalmente conducen a valores de IPS significativamente más bajos. La jerarquía de la memoria también afecta en gran medida el rendimiento del procesador, un problema que apenas se considera en los cálculos de IPS. Debido a estos problemas, los puntos de referencia sintéticos como Dhrystone ahora se usan generalmente para estimar el rendimiento de la computadora en aplicaciones de uso común, y el IPS sin procesar ha caído en desuso.

El término se usa comúnmente en asociación con un prefijo métrico (k, M, G, T, P o E) para formar kilo instrucciones por segundo (kIPS), millones de instrucciones por segundo (MIPS), mil millones de instrucciones por segundo (GIPS), etc. Anteriormente, TIPS se usaba ocasionalmente para "mil ips".

Informática

El IPS se puede calcular usando esta ecuación:

IPS=sockets× × núcleossocket× × reloj× × Iciclo{displaystyle {text{IPS}}={text{sockets}times {frac {text{cores}{text{socket}}}}times {text{clock}times {frac {text{Is}}}{text{cycle}}}}}}}}}}}}}}}}}

Sin embargo, la medición de instrucciones/ciclos depende de la secuencia de instrucciones, los datos y factores externos.

Mil instrucciones por segundo (TIPS/kIPS)

Antes de que estuvieran disponibles los puntos de referencia estándar, la clasificación de velocidad promedio de las computadoras se basaba en cálculos para una combinación de instrucciones con los resultados dados en kilo Instrucciones por segundo (kIPS). El más famoso fue el Gibson Mix, producido por Jack Clark Gibson de IBM para aplicaciones científicas en 1959. Otras calificaciones, como la mezcla ADP que no incluye operaciones de punto flotante, se produjeron para aplicaciones comerciales. La unidad de mil instrucciones por segundo (kIPS) rara vez se usa hoy en día, ya que la mayoría de los microprocesadores actuales pueden ejecutar al menos un millón de instrucciones por segundo.

La mezcla de Gibson

Gibson dividió las instrucciones informáticas en 12 clases, basándose en la arquitectura IBM 704, añadiendo una 13.ª clase para tener en cuenta el tiempo de indexación. Los pesos se basaron principalmente en el análisis de siete programas científicos ejecutados en el 704, con una pequeña contribución de algunos programas IBM 650. El puntaje general fue entonces la suma ponderada de la velocidad de ejecución promedio de las instrucciones en cada clase.

Millones de instrucciones por segundo (MIPS)

La velocidad de una CPU determinada depende de muchos factores, como el tipo de instrucciones que se ejecutan, el orden de ejecución y la presencia de instrucciones de bifurcación (problemáticas en las canalizaciones de la CPU). Las velocidades de instrucción de la CPU son diferentes de las frecuencias de reloj, generalmente informadas en Hz, ya que cada instrucción puede requerir varios ciclos de reloj para completarse o el procesador puede ejecutar varias instrucciones independientes simultáneamente. MIPS puede ser útil cuando se compara el rendimiento entre procesadores fabricados con una arquitectura similar (por ejemplo, microcontroladores de la marca Microchip), pero son difíciles de comparar entre diferentes arquitecturas de CPU. Esto llevó al término "Indicador sin sentido de la velocidad del procesador" o menos comúnmente, "Índices de rendimiento sin sentido" siendo popular entre los técnicos a mediados de la década de 1980.

Por esta razón, MIPS se ha convertido no en una medida de la velocidad de ejecución de instrucciones, sino en la velocidad de ejecución de tareas en comparación con una referencia. A fines de la década de 1970, el rendimiento de las minicomputadoras se comparó con VAX MIPS, donde las computadoras se midieron en una tarea y su rendimiento se calificó con el VAX-11/780 que se comercializó como 1 MIPS. i> máquina. (La medida también se conocía como Unidad de rendimiento VAX o VUP). Se eligió esto porque el 11/780 era aproximadamente equivalente en rendimiento a un modelo IBM System/370 158–3, que se aceptaba comúnmente en la industria de la computación como funcionando a 1 MIPS.

Muchas afirmaciones sobre el rendimiento de las minicomputadoras se basaron en la versión Fortran del punto de referencia Whetstone, que proporciona millones de instrucciones Whetstone por segundo (MWIPS). El VAX 11/780 con FPA (1977) funciona a 1,02 MWIPS.

Las velocidades MIPS efectivas dependen en gran medida del lenguaje de programación utilizado. El Informe Whetstone tiene una tabla que muestra las velocidades MWIPS de las PC a través de los primeros intérpretes y compiladores hasta los lenguajes modernos. El primer compilador de PC fue para BASIC (1982) cuando una CPU 8088/87 de 4,8 MHz obtuvo 0,01 MWIPS. Los resultados en un Intel Core 2 Duo de 2,4 GHz (1 CPU 2007) varían de 9,7 MWIPS con BASIC Interpreter, 59 MWIPS con BASIC Compiler, 347 MWIPS con 1987 Fortran, 1534 MWIPS con HTML/Java a 2403 MWIPS con un compilador C/C++ moderno..

Para los primeros microprocesadores de 8 y 16 bits, el rendimiento se medía en miles de instrucciones por segundo (1000 kIPS = 1 MIPS).

zMIPS se refiere a la medida MIPS utilizada internamente por IBM para calificar sus servidores mainframe (zSeries, IBM System z9 e IBM System z10).

Un millón de operaciones ponderadas por segundo (WMOPS) es una medida similar que se utiliza para los códecs de audio.

Línea de tiempo de instrucciones por segundo

Processor / System Dhrystone MIPS or MIPS, and frequency D instructions per clock cycle D instructions per clock cycle per core Year Source
UNIVAC I 0.002 MIPS at 2.25 MHz 0.0008 0.0008 1951

IBM 7030 ("Stretch") 1.200 MIPS at 3.30 MHz 0.364 0.364 1961
CDC 6600 10.00 MIPS at 10.00 MHz 1 1 1965
Intel 4004 0.092 MIPS at 0.740 MHz
(Not Dhrystone)		 0.124 0.124 1971
IBM System/370 Model 158 0.640 MIPS at 8.696 MHz 0.0736 0.0736 1972
Intel 8080 0.290 MIPS at 2.000 MHz
(Not Dhrystone) 		0.145 0.145 1974
Cray 1 160.0 MIPS at 80.00 MHz 2 2 1975
MOS Technology 6502 0.430 MIPS at 1.000 MHz 0.43 0.43 1975
Intel 8080A 0.435 MIPS at 3.000 MHz
(Not Dhrystone) 		0.145 0.145 1976
Zilog Z80 0.580 MIPS at 4.000 MHz
(Not Dhrystone) 		0.145 0.145 1976
Motorola 6802 0.500 MIPS at 1.000 MHz 0.5 0.5 1977
IBM System/370 Model 158-3 0.730 MIPS at 8.696 MHz 0.0839 0.0839 1977
VAX-11/780 1.000 MIPS at 5.000 MHz 0.2 0.2 1977
Motorola 6809 0.420 MIPS at 1.000 MHz 0.42 0.42 1978
Intel 8086 0.330 MIPS at 5.000 MHz 0.066 0.066 1978
Fujitsu MB8843 2.000 MIPS at 2.000 MHz
(Not Dhrystone)		 1 1 1978
Intel 8088 0.750 MIPS at 10.00 MHz 0.075 0.075 1979
Motorola 68000 1.400 MIPS at 8.000 MHz 0.175 0.175 1979
Zilog Z8001/Z8002 1.5 MIPS at 6 MHz 0.25 0.25 1979
Intel 8035/8039/8048 6 MIPS at 6 MHz
(Not Dhrystone)		 1 1 1980
Fujitsu MB8843/MB8844 6 MIPS at 6 MHz
(Not Dhrystone)		 1 1 1980
Zilog Z80/Z80H 1.16 MIPS at 8 MHz
(Not Dhrystone) 		0.145 0.145 1981
Motorola 6802 1.79 MIPS at 3.58 MHz 0.5 0.5 1981
Zilog Z8001/Z8002B 2.5 MIPS at 10 MHz 0.25 0.25 1981
MOS Technology 6502 2.522 MIPS at 5.865 MHz 0.43 0.43 1981
Intel 80286 1.28 MIPS at 12 MHz 0.107 0.107 1982
Motorola 68000 2.188 MIPS at 12.5 MHz 0.175 0.175 1982
Motorola 68010 2.407 MIPS at 12.5 MHz 0.193 0.193 1982
NEC V20 4 MIPS at 8 MHz
(Not Dhrystone)		 0.5 0.5 1982
LINKS-1 Computer Graphics System (257-processor) 642.5 MIPS at 10 MHz 2.5 0.25 1982
Texas Instruments TMS32010 5 MIPS at 20 MHz 0.25 0.25 1983
NEC V30 5 MIPS at 10 MHz
(Not Dhrystone)		 0.5 0.5 1983
Motorola 68010 3.209 MIPS at 16.67 MHz 0.193 0.193 1984
Motorola 68020 4.848 MIPS at 16 MHz 0.303 0.303 1984
Hitachi HD63705 2 MIPS at 2 MHz 1 1 1985
Intel i386DX 2.15 MIPS at 16 MHz 0.134 0.134 1985
Hitachi-Motorola 68HC000 3.5 MIPS at 20 MHz 0.175 0.175 1985
Intel 8751 1 MIPS at 12 MHz 0.083 0.083 1985
Sega System 16 (4-processor) 16.33 MIPS at 10 MHz 4.083 1.020 1985
ARM2 4 MIPS at 8 MHz 0.5 0.5 1986
Texas Instruments TMS34010 6 MIPS at 50 MHz 0.12 0.12 1986
NEC V70 6.6 MIPS at 20 MHz 0.33 0.33 1987
Motorola 68030 9 MIPS at 25 MHz 0.36 0.36 1987
Gmicro/200 10 MIPS at 20 MHz 0.5 0.5 1987
Texas Instruments TMS320C20 12.5 MIPS at 25 MHz 0.5 0.5 1987
Analog Devices ADSP-2100 12.5 MIPS at 12.5 MHz 1 1 1987
Texas Instruments TMS320C25 25 MIPS at 50 MHz 0.5 0.5 1987
Motorola 68020 10 MIPS at 33 MHz 0.303 0.303 1988
Motorola 68030 18 MIPS at 50 MHz 0.36 0.36 1988
Namco System 21 (10-processor) 73.927 MIPS at 25 MHz 2.957 0.296 1988
Intel i386DX 4.3 MIPS at 33 MHz 0.13 0.13 1989
Intel i486DX 8.7 MIPS at 25 MHz 0.348 0.348 1989
NEC V80 16.5 MIPS at 33 MHz 0.5 0.5 1989
Intel i860 25 MIPS at 25 MHz 1 1 1989
Atari Hard Drivin' (7-processor) 33.573 MIPS at 50 MHz 0.671 0.0959 1989
NEC SX-3 (4-processor) 680 MIPS at 400 MHz 1.7 0.425 1989
ARM3 12 MIPS at 25 MHz 0.5 0.5 1989
Motorola 68040 44 MIPS at 40 MHz 1.1 1.1 1990
Namco System 21 (Galaxian³) (96-processor) 1,660.386 MIPS at 40 MHz 41.51 0.432 1990
AMD Am386 9 MIPS at 40 MHz 0.225 0.225 1991
Intel i486DX 11.1 MIPS at 33 MHz 0.336 0.336 1991
Intel i860 50 MIPS at 50 MHz 1 1 1991
Intel i486DX2 25.6 MIPS at 66 MHz 0.388 0.388 1992
Alpha 21064 (EV4) 86 MIPS at 150 MHz 0.573 0.573 1992
Alpha 21064 (EV4S/EV45) 135 MIPS at 200 MHz 0.675 0.675 1993
MIPS R4400 85 MIPS at 150 MHz 0.567 0.567 1993
Gmicro/500 132 MIPS at 66 MHz 2 2 1993
IBM-Motorola PowerPC 601 157.7 MIPS at 80 MHz 1.971 1.971 1993
SGI Onyx RealityEngine2 (36-processor) 2,640 MIPS at 150 MHz 17.6 0.489 1993
Namco Magic Edge Hornet Simulator (36-processor) 2,880 MIPS at 150 MHz 19.2 0.533 1993
ARM7 40 MIPS at 45 MHz 0.889 0.889 1994
Intel DX4 70 MIPS at 100 MHz 0.7 0.7 1994
Motorola 68060 110 MIPS at 75 MHz 1.33 1.33 1994
Intel Pentium 188 MIPS at 100 MHz 1.88 1.88 1994
Microchip PIC16F 5 MIPS at 20 MHz 0.25 0.25 1995
IBM-Motorola PowerPC 603e 188 MIPS at 133 MHz 1.414 1.414 1995
ARM 7500FE 35.9 MIPS at 40 MHz 0.9 0.9 1996
IBM-Motorola PowerPC 603ev 423 MIPS at 300 MHz 1.41 1.41 1996
Intel Pentium Pro 541 MIPS at 200 MHz 2.7 2.7 1996
Hitachi SH-4 360 MIPS at 200 MHz 1.8 1.8 1997
IBM-Motorola PowerPC 750 525 MIPS at 233 MHz 2.3 2.3 1997
Zilog eZ80 80 MIPS at 50 MHz 1.6 1.6 1999
Intel Pentium III 2,054 MIPS at 600 MHz 3.4 3.4 1999
Sega Naomi Multiboard (32-processor) 6,400 MIPS at 200 MHz 32 1 1999
Freescale MPC8272 760 MIPS at 400 MHz 1.9 1.9 2000
AMD Athlon 3,561 MIPS at 1.2 GHz 3.0 3.0 2000
Silicon Recognition ZISC 78 8,600 MIPS at 33 MHz 260.6 260.6 2000
ARM11 515 MIPS at 412 MHz 1.25 1.25 2002
AMD Athlon XP 2500+ 7,527 MIPS at 1.83 GHz 4.1 4.1 2003
Pentium 4 Extreme Edition 9,726 MIPS at 3.2 GHz 3.0 3.0 2003
Microchip PIC10F 1 MIPS at 4 MHz 0.25 0.25 2004
ARM Cortex-M3 125 MIPS at 100 MHz 1.25 1.25 2004
Nios II 190 MIPS at 165 MHz 1.13 1.13 2004
MIPS32 4KEc 356 MIPS at 233 MHz 1.5 1.5 2004
VIA C7 1,799 MIPS at 1.3 GHz 1.4 1.4 2005
ARM Cortex-A8 2,000 MIPS at 1.0 GHz 2.0 2.0 2005
AMD Athlon FX-57 12,000 MIPS at 2.8 GHz 4.3 4.3 2005
AMD Athlon 64 3800+ X2 (2-core) 14,564 MIPS at 2.0 GHz 7.3 3.6 2005
PowerPC G4 MPC7448 3,910 MIPS at 1.7 GHz 2.3 2.3 2005
ARM Cortex-R4 450 MIPS at 270 MHz 1.66 1.66 2006
MIPS32 24K 604 MIPS at 400 MHz 1.51 1.51 2006
PS3 Cell BE (PPE only) 10,240 MIPS at 3.2 GHz 3.2 3.2 2006
IBM Xenon CPU (3-core) 19,200 MIPS at 3.2 GHz 6.0 2.0 2005
AMD Athlon FX-60 (2-core) 18,938 MIPS at 2.6 GHz 7.3 3.6 2006
Intel Core 2 Extreme X6800 (2-core) 27,079 MIPS at 2.93 GHz 9.2 4.6 2006
Intel Core 2 Extreme QX6700 (4-core) 49,161 MIPS at 2.66 GHz 18.4 4.6 2006
MIPS64 20Kc 1,370 MIPS at 600 MHz 2.3 2.3 2007
P.A. Semi PA6T-1682M 8,800 MIPS at 1.8 GHz 4.4 4.4 2007
Qualcomm Scorpion (Cortex A8-like) 2,100 MIPS at 1 GHz 2.1 2.1 2008
Intel Atom N270 3,846 MIPS at 1.6 GHz 2.4 2.4 2008
Intel Core 2 Extreme QX9770 (4-core) 59,455 MIPS at 3.2 GHz 18.6 4.6 2008
Intel Core i7 920 (4-core) 82,300 MIPS at 2.93 GHz 28.089 7.022 2008
ARM Cortex-M0 45 MIPS at 50 MHz 0.9 0.9 2009
ARM Cortex-A9 (2-core) 7,500 MIPS at 1.5 GHz 5.0 2.5 2009
AMD Phenom II X4 940 Black Edition 42,820 MIPS at 3.0 GHz 14.3 3.5 2009
AMD Phenom II X6 1100T 78,440 MIPS at 3.3 GHz 23.7 3.9 2010
Intel Core i7 Extreme Edition 980X (6-core) 147,600 MIPS at 3.33 GHz 44.7 7.46 2010
ARM Cortex A5 1,256 MIPS at 800 MHz 1.57 1.57 2011
ARM Cortex A7 2,850 MIPS at 1.5 GHz 1.9 1.9 2011
Qualcomm Krait (Cortex A15-like, 2-core) 9,900 MIPS at 1.5 GHz 6.6 3.3 2011
AMD E-350 (2-core) 10,000 MIPS at 1.6 GHz 6.25 3.125 2011
Nvidia Tegra 3 (Quad core Cortex-A9) 13,800 MIPS at 1.5 GHz 9.2 2.5 2011
Samsung Exynos 5250 (Cortex-A15-like 2-core) 14,000 MIPS at 2.0 GHz 7.0 3.5 2011
Intel Core i5-2500K (4-core) 83,000 MIPS at 3.3 GHz 25.152 6.288 2011
Intel Core i7 875K 92,100 MIPS at 2.93 GHz 31.4 7.85 2011
AMD FX-8150 (8-core) 90,749 MIPS at 3.6 GHz 25.2 3.15 2011
Intel Core i7 2600K (4-core) 117,160 MIPS at 3.4 GHz 34.45 8.61 2011
Intel Core i7-3960X (6-core) 176,170 MIPS at 3.3 GHz 53.38 8.89 2011
AMD FX-8350 (8-core) 97,125 MIPS at 4.2 GHz 23.1 2.9 2012
AMD FX-9590 (8-core) 115,625 MIPS at 5.0 GHz 23.1 2.9 2012
Intel Core i7 3770K (4-core) 106,924 MIPS at 3.9 GHz 27.4 6.9 2012
Intel Core i7 4770K (4-core) 133,740 MIPS at 3.9 GHz 34.29 8.57 2013
Intel Core i7 5960X (8-core) 298,190 MIPS at 3.5 GHz 85.2 10.65 2014
Raspberry Pi 2 (quad-core ARM Cortex A7) 4,744 MIPS at 1.0 GHz 4.744 1.186 2014
Intel Core i7 6950X (10-core) 320,440 MIPS at 3.5 GHz 91.55 9.16 2016
ARM Cortex A73 (4-core) 71,120 MIPS at 2.8 GHz 25.4 6.35 2016
ARM Cortex A75 ? ? 8.2-9.5 2017
ARM Cortex A76 ? ? 10.7-12.4 2018
ARM Cortex A53 2,300 MIPS at 1 GHz 2.3 2.3 2012
ARM Cortex A35 2,100 MIPS at 1 GHz 2.1 2.1 2015
ARM Cortex A72 15,750 to 18,375 at 2.5 GHz 6.3 to 7.35 6.3 to 7.35 2015
ARM Cortex A57 10,250 to 11,750 at 2.5 GHz 4.1 to 4.7 4.1 to 4.7 2012
Sitara AM64x ARM Cortex A53 (2-core) 5,992 MIPS at 1 GHz 6 3 2021
AMD Ryzen 7 1800X (8-core) 304,510 MIPS at 3.7 GHz 82.3 10.29 2017
Intel Core i7-8086K (6-core) 221,720 MIPS at 5.0 GHz 44.34 7.39 2018
Intel Core i9-9900K (8-core) 412,090 MIPS at 4.7 GHz 87.68 10.96 2018
AMD Ryzen 9 3950X (16-core) 749,070 MIPS at 4.6 GHz 162.84 10.18 2019
AMD Ryzen Threadripper 3990X (64 core) 2,356,230 MIPS at 4.35 GHz 541.66 8.46 2020
Processor / System Dhrystone MIPS / MIPS D instructions per clock cycle D instructions per clock cycle per core Year Source

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