MIPSとFLOPSとは？

MIPSとFLOPSの意味

MIPSは1秒間に実行できる命令数を百万単位で表した処理性能の指標、FLOPSは1秒間の浮動小数点演算回数を表す指標である。前者は事務処理系、後者は科学技術計算やスーパコンピュータの評価に使われる。FEでは平均命令実行時間との換算が問われる。

MIPSとFLOPSの具体例

平均命令実行時間が20ナノ秒なら1秒間に5,000万命令実行でき、50MIPSとなる。逆に100MIPSのCPUなら1命令あたり平均10ナノ秒。命令の種類ごとに実行時間と出現率が与えられれば、加重平均で平均命令実行時間を求める。

MIPSとFLOPSは試験でどう引っ掛けられる？

MIPS値は命令の種類や構成が違う機種どうしの比較には使えない（1命令の重みが異なるため）。クロック周波数が高いほど速いとも限らず、1命令に要するクロック数（CPI）が違えば逆転する。

MIPSとFLOPSと関連する用語

• 命令ミックス
• ベンチマークと性能評価指標
• アムダールの法則

MIPSとFLOPSが出た過去問

• 平均命令実行時間が20ナノ秒のコンピュータがある。このコンピュータの性能は何MIPSか。

  正解：50

  要点：MIPS＝1÷平均命令実行時間(秒)÷100万。20nsなら50MIPS

  MIPSは1秒間に実行できる命令数を百万単位で表した指標である。1命令に20ナノ秒＝20×10のマイナス9乗秒かかるので、1秒あたりの実行命令数は 1 ÷ (20×10^-9) ＝ 5000万命令となる。5000万は50×10^6なので50MIPSとなる。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問9（IPA）

• 動作クロック周波数が700MHzのCPUで，命令実行に必要なクロック数及びその命令の出現率が表に示す値である場合，このCPUの性能は約何MIPSか。

  正解：100

  要点：MIPS＝クロック周波数÷加重平均クロック数

  まず1命令あたりの平均クロック数を求めます。4×0.3＋8×0.6＋10×0.1＝1.2＋4.8＋1.0＝7クロックです。動作クロック周波数700MHzを7で割ると1秒間に100×10^6命令、すなわち約100MIPSとなります。

  出典：平成29年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問8（IPA）

• 動作クロック周波数が700MHzのCPUで，命令実行に必要なクロック数及びその命令の出現率が表に示す値である場合，このCPUの性能は約何MIPSか。

  正解：100

  要点：MIPS＝クロック周波数(MHz)÷平均クロック数

  まず1命令あたりの平均クロック数を求めると、4×0.3＋8×0.6＋10×0.1＝1.2＋4.8＋1.0＝7.0クロックとなる。700MHzを7で割ると毎秒1億命令、すなわち100MIPSである。

  出典：平成30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問9（IPA）