令和5年度 上期 電験3種 機械 問18
図はマイクロプロセッサの動作クロックを示す。マイクロプロセッサは動作クロックと呼ばれるパルス信号に同期して処理を行う。また、マイクロプロセッサが1命令当たりに使用する平均クロック数をCPIと呼ぶ。1クロックの周期$T\left[\mathrm{s}\right]$をサイクルタイム、1秒当たりの動作クロック数$f$を動作周波数と呼ぶ。
次の（a）及び（b）の問に答えよ。
（a） 2.5GHzの動作クロックを使用するマイクロプロセッサのサイクルタイムの値$\left[\mathrm{ns}\right]$として、正しいものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
（1）0.000 4 （2）0.25 （3）0.4 （4）250 （5）400
（b） CPI=4のマイクロプロセッサにおいて、1命令当たりの平均実行時間が0.02μsであった。このマイクロプロセッサの動作周波数の値[MHz]として、正しいものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
（1）0.012 5 （2）0.2 （3）12.5 （4）200 （5）12 500
解答・解説
正解（a）：（3）、（b）：（4）
（a）
1秒当たりの動作クロックが2.5G個（$2.5\times{10}^9$個）であるので、サイクルタイムは、$
\frac{1}{2.5\times{10}^9}=0.4\times{10}^{-9}\left[\mathrm{s}\right]=0.4\left[\mathrm{ns}\right]$
となります。
よって、正解は（3）です。
（b）
CPI=4なので、1この命令を処理するのに4クロック消費します。
1命令の実行時間が0.02μsであり、ここに4クロックが存在していると考えられるので、
$$\frac{4}{0.02\times{10}^6}=200\left[\mathrm{MHz}\right]$$
となります。よって、正解は（4）です。
