1秒あたりの命令数

コンピュータの処理速度の尺度

コンピュータの処理効率。1秒あたり100万命令あたりに必要な電力（MIPSあたりのワット数）として測定されます。

1秒あたりの命令数（IPS ）は、コンピュータのプロセッサ速度の指標です。複雑命令セットコンピュータ（CISC）では、命令によってかかる時間が異なるため、測定される値は命令の組み合わせによって異なります。同じファミリのプロセッサを比較する場合でも、IPSの測定は問題となる場合があります。報告されたIPS値の多くは、分岐が少なくキャッシュ競合のない人工的な命令シーケンスにおける「ピーク」実行速度を表していますが、現実的なワークロードでは通常、IPS値は大幅に低くなります。メモリ階層もプロセッサのパフォーマンスに大きく影響しますが、IPSの計算ではほとんど考慮されていません。これらの問題のため、現在ではよく使用されるアプリケーションにおけるコンピュータのパフォーマンスを推定するには、 Dhrystoneなどの合成ベンチマークが一般的に使用されており、生のIPSは使われなくなっています。

この用語は、通常、メトリック接頭辞（k、M、G、T、P、またはE）と組み合わせて使用​​され、キロ命令/秒（kIPS）、メガ命令/秒（MIPS）、ギガ命令/秒（GIPS）などを形成します。以前は、「1000 IPS」を表すためにTIPSが使用されることがありました。

コンピューティング

IPSは次の式で計算できます: ^[1]

${\displaystyle {\text{IPS}}={\text{sockets}}\times {\frac {\text{cores}}{\text{chip}}}\times {\text{clock}}\times {\frac {\text{Is}}{\text{cycle}}}}$

ただし、命令/サイクルの測定は、命令シーケンス、データ、および外部要因によって異なります。

スケーリング単位

最も初期の8 ビットおよび16 ビットの マイクロプロセッサでは、パフォーマンスは1 秒あたり1000命令、つまり 1 秒あたりキロ命令 (kIPS) で測定されていました。

「メガ命令/秒（MIPS）」という用語が使われるようになったのは1970年代後半です。IBM System/370モデル158–3とVAX-11/780は、 1MIPSでほぼ同等と考えられていました。

指導の種類

CPUの速度は、実行される命令の種類、実行順序、分岐命令の有無（CPUパイプラインで問題となる）など、多くの要因によって決まります。CPU命令レートはクロック周波数（通常Hzで報告される）とは異なります。これは、各命令が完了するまでに複数のクロックサイクルを要する場合や、プロセッサが複数の独立した命令を同時に実行できる場合があるためです。MIPSは、同様のアーキテクチャで作られたプロセッサ（例：PICマイクロコントローラ）間の性能比較には役立ちますが、異なるCPUアーキテクチャ、特にRISCアーキテクチャとCISCアーキテクチャ間の比較は困難です。^[2]この結果、「意味のないプロセッサ速度指標」（Meaningless Indicator of Processor Speed）^[3]、またはそれほど一般的ではないが「意味のない性能指標」（Meaningless Indices of Performance）^[4]という用語が、 1980年代半ばまでに技術者の間で普及しました。

ギブソン・ミックス（1959）

標準的なベンチマークが利用可能になる以前は、コンピュータの平均速度評価は、命令の組み合わせの計算に基づいており、結果はキロ命令/秒（kIPS）で示されていました。特定の命令集合を時間単位で定義する最初の試みの一つは、IBMのジャック・クラーク・ギブソンが1959年に科学アプリケーション向けに開発したギブソン・ミックスでした。 ^[5]

ギブソンはIBM 704アーキテクチャに基づいてコンピュータ命令を12のクラスに分類し、さらにインデックス作成時間を考慮して13番目のクラスを追加しました。重み付けは主に704で実行された7つの科学プログラムの分析に基づいており、IBM 650プログラムもわずかに加重されています。全体のスコアは、各クラスの命令の平均実行速度の加重合計でした。^[6]

ギブソン・ミックス	%
1. ロードとストア	31.2
2. 固定小数点の加算と減算	6.1
3. 比較する	3.8
4. ブランチ	16.6
5. フローティング加算と減算	6.9
6. 浮動小数点乗算	3.8
7. フローティングディバイド	1.5
8. 固定小数点乗算	0.6
9. 固定小数点除算	0.2
10. シフト	4.4
11. 論理積、論理和、論理積など	1.6
12. レジスタを使用しない命令	5.3
13. インデックス作成	18
合計	100

ギブソン・ミックスは、コンピュータ速度がまだkIPSで測定されていた時代の産物です。浮動小数点演算を含まないADPミックスなど、他の評価基準は商用アプリケーション向けに作成されました。これらの初期の評価基準は、後のアプローチほど体系的ではありませんでしたが、現実世界のアプリケーションに似たベンチマーク（後に「合成ベンチマーク」と呼ばれる）を作成するというアイデアはその後も存続しました。

VAX MIPSの2つの種類

VAX-11/780は1977年に発売されました。System/370命令100万個/秒相当の処理能力を持つと謳われ、これほどの速度を達成した最初のミニコンピュータとなりました。VAX-11/780は、2つの異なるベンチマークにおいて、MIPS測定の基準となる単位として急速に普及しました。

• 1972年のWhetstoneベンチマークは1980年に修正され、整数演算速度指標のうち3つを「VAX MIPS」に統合しました。当初はALGOL 60で記述された42の文（KDF9コンパイラでは124命令）で構成されていましたが、1980年までにFortranで書き直されました。
• 1984年に登場した整数と文字列を多用するDhrystoneベンチマークは、VAXをMIPSの基準として用いるというアイデアを継承しました。その結果はDhrystone MIPSの略称である「DMIPS」で報告されました。1Dhrystone MIPSは、Dhrystoneメインループを1秒間に1757回実行する能力と定義され、このベンチマークにおけるVAX-11/780のスコアに相当します。

その他の指導の組み合わせ

zMIPS は、 IBMがメインフレームサーバー ( zSeries、IBM System z9、IBM System z10 )を評価するために社内で使用している MIPS 測定単位を指します。

重み付け百万回/秒演算 (WMOPS)は、オーディオ コーデックに使用される同様の測定単位です。

1秒あたりの命令数に影響を与えるその他の要因

実効MIPS速度は、使用するプログラミング言語に大きく依存します。コンパイラによっては、非常に効率的なコードを生成するものもあれば、そうでないものもあります。Whetstone Reportには、初期のインタープリタとコンパイラから現代言語に至るまでのPCのMWIPS速度を示す表が掲載されています。最初のPCコンパイラはBASIC（1982年）用で、4.8MHzの8088/87 CPUで0.01MWIPSを達成しました。2.4GHz Intel Core 2 Duo（1 CPU 2007年）での結果は、BASICインタープリタ使用で9.7MWIPS、BASICコンパイラ使用で59MWIPS、1987 Fortran使用で347MWIPS、HTML/Java使用で1,534MWIPS、現代のC / C++コンパイラ使用で2,403MWIPSと、実に様々です。

1秒あたりの命令のタイムライン

CPUの結果

プロセッサ/システム	Dhrystone MIPSまたはMIPS、および周波数	クロックサイクルあたりD命令	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	ソース
ユニバックI	2.25 MHzで0.002 MIPS	0.0008	0.0008	1951	[7]
IBM 7030（「ストレッチ」）	3.30 MHzで1.200 MIPS	0.364	0.364	1961	[8] [9]
CDC 6600	10.00 MHzで10.00 MIPS	1	1	1965	[10] [11]
インテル 4004	0.740 MHzで0.092 MIPS （Dhrystoneではない）	0.124	0.124	1971	[12]
IBM システム/370 モデル 158	8.696 MHzで0.640 MIPS	0.0736	0.0736	1972	[13]
インテル8080	2.000 MHz で 0.290 MIPS (Dhrystone ではありません)	0.145	0.145	1974	[14]
クレイ1	80.00 MHzで160.0 MIPS	2	2	1975	[15]
MOSテクノロジー6502	1.000 MHzで0.430 MIPS	0.43	0.43	1975	[16]
MCP-1600	3.3 MHz、4 ϕで2.25 MIPS	0.75	0.75	1975	[17]
インテル 8085	3.000 MHz で 0.435 MIPS (Dhrystone ではありません)	0.145	0.145	1976	[14]
ザイログ Z80	4.000 MHz で 0.580 MIPS (Dhrystone ではありません)	0.145	0.145	1976	[16]
シグネティクス 8X300	8.000 MHzで4.000 MIPS	0.5	0.5	1976	[18]
モトローラ 6802	1.000 MHzで0.500 MIPS	0.5	0.5	1977	[19]
IBM システム/370 モデル 158-3	8.696 MHzで0.730 MIPS	0.0839	0.0839	1977	[13]
VAX-11/780	5.000 MHzで1.000 MIPS	0.2	0.2	1977	[13]
モトローラ 6809	1.000 MHzで0.420 MIPS	0.42	0.42	1978	[16]
インテル8086	5.000 MHzで0.330 MIPS	0.066	0.066	1978	[14]
富士通MB8843	2.000 MHz で 2.000 MIPS (Dhrystone ではありません)	1	1	1978	[20]
インテル 8088	10.00 MHzで0.750 MIPS	0.075	0.075	1979	[14] [検証失敗]
モトローラ 68000	8.000 MHzで1.400 MIPS	0.175	0.175	1979	[16]
ザイログ Z8001/Z8002	6 MHzで1.5 MIPS	0.25	0.25	1979	[21]
インテル 8035/8039/8048	6 MHz で 0.400 MIPS (Dhrystone ではありません)	.066	.066	1980	[22]
富士通MB8843/MB8844	6 MHz で 6 MIPS (Dhrystone ではありません)	1	1	1980	[20]
ザイログ Z80/Z80H	8 MHz で 1.16 MIPS (Dhrystone ではありません)	0.145	0.145	1981	[16] [23]
モトローラ 6802	3.58 MHzで1.79 MIPS	0.5	0.5	1981	[19] [24]
ザイログ Z8001/Z8002B	10 MHzで2.5 MIPS	0.25	0.25	1981	[21]
MOSテクノロジー6502	5.865 MHzで2.522 MIPS	0.43	0.43	1981	[16] [24]
インテル 80286	12 MHzで1.28 MIPS	0.107	0.107	1982	[13]
モトローラ 68010	12.5 MHzで2.407 MIPS	0.193	0.193	1982	[25]
NEC V20	8 MHz で 4 MIPS (Dhrystone ではありません)	0.5	0.5	1982	[26]
テキサス・インスツルメンツ TMS32010	20 MHzで5 MIPS	0.25	0.25	1983	[27]
NEC V30	10 MHzで5 MIPS （Dhrystoneではない）	0.5	0.5	1983	[26]
モトローラ 68020	16MHzで4.848MIPS	0.303	0.303	1984	[28]
日立 HD63705	2 MHzで2 MIPS	1	1	1985	[29] [30]
インテル i386DX	16 MHzで2.15 MIPS	0.134	0.134	1985	[13]
日立・モトローラ 68HC000	20 MHzで3.5 MIPS	0.175	0.175	1985	[16]
インテル 8751	12 MHzで1 MIPS	0.083	0.083	1985	[31]
WDC 65C816 /リコー 5A22	2.8 MHzで0.22 MIPS	0.08	0.08	1985
ARM2	8MHzで4MIPS	0.5	0.5	1986	[32]
スタンフォード MIPS R2000 / R2000A	12.5 MHzで8 / 9.8 MIPS	0.64 - 0.78	0.64 - 0.78	1986年 / 1988年	[33] [34]
サン SPARC / 富士通 MB86900	16.6 MHzで10 MIPS	0.6	0.6	1986	[35]
テキサス・インスツルメンツ TMS34010	50 MHzで6 MIPS	0.12	0.12	1986	[36]
NEC V70	20 MHzで6.6 MIPS	0.33	0.33	1987	[37]
モトローラ 68030	50 MHzで18 MIPS	0.36	0.36	1987	[38]
Gマイクロ/200	20 MHzで10 MIPS	0.5	0.5	1987	[39]
テキサス・インスツルメンツ TMS320C20	25 MHzで12.5 MIPS	0.5	0.5	1987	[40]
アナログ・デバイセズ ADSP-2100	12.5 MHzで12.5 MIPS	1	1	1987	[41]
テキサス・インスツルメンツ TMS320C25	50 MHzで25 MIPS	0.5	0.5	1987	[40]
インテル i486DX	25 MHzで8.7 MIPS	0.348	0.348	1989	[13]
NEC V80	33 MHzで16.5 MIPS	0.5	0.5	1989	[37]
インテル i860	25 MHzで25 MIPS	1	1	1989	[42]
ARM3	25 MHzで12 MIPS	0.5	0.5	1989	[43]
モトローラ 68040	40 MHzで44 MIPS	1.1	1.1	1990	[44]
AMD Am386	40 MHzで9 MIPS	0.225	0.225	1991	[45]
インテル i486DX	33 MHzで11.1 MIPS	0.336	0.336	1991	[13]
インテル i860	50 MHzで50 MIPS	1	1	1991	[42]
インテル i486DX2	66 MHzで25.6 MIPS	0.388	0.388	1992	[13]
アルファ 21064 (EV4)	150 MHzで86 MIPS	0.573	0.573	1992	[13]
アルファ 21064 (EV4S/EV45)	200 MHzで135 MIPS	0.675	0.675	1993	[13] [46]
ミップスR4400	150 MHzで85 MIPS	0.567	0.567	1993	[47]
Gマイクロ/500	66 MHzで132 MIPS	2	2	1993	[48]
IBM-モトローラ PowerPC 601	80 MHzで157.7 MIPS	1.971	1.971	1993	[49]
ARM7	45 MHzで40 MIPS	0.889	0.889	1994	[50]
インテル DX4	100 MHzで70 MIPS	0.7	0.7	1994	[14]
モトローラ 68060	75 MHzで110 MIPS	1.33	1.33	1994
インテルペンティアム	100 MHzで188 MIPS	1.88	1.88	1994	[51]
マイクロチップ PIC16F	20 MHzで5 MIPS	0.25	0.25	1995	[52]
IBM-モトローラ PowerPC 603e	133 MHzで188 MIPS	1.414	1.414	1995	[53]
ARM 7500FE	40 MHzで35.9 MIPS	0.9	0.9	1996
IBM-モトローラ PowerPC 603ev	300 MHzで423 MIPS	1.41	1.41	1996	[53]
インテル ペンティアム プロ	200 MHzで541 MIPS	2.7	2.7	1996	[54]
日立 SH-4	200 MHzで360 MIPS	1.8	1.8	1997	[55] [56]
IBM-モトローラ PowerPC 750	233 MHzで525 MIPS	2.3	2.3	1997
ザイログ eZ80	20 MHzで6.6 MIPS	0.33	0.33	1999	[57]
インテル ペンティアム III	600 MHzで2,054 MIPS	3.4	3.4	1999	[51]
フリースケール MPC8272	400 MHzで760 MIPS	1.9	1.9	2000	[58]
AMDアスロン	1.2GHzで3,561MIPS	3.0	3.0	2000
シリコン認識 ZISC 78	33 MHzで8,600 MIPS	260.6	260.6	2000	[59]
ARM11	412 MHzで515 MIPS	1.25	1.25	2002	[60]
AMD Athlon XP 2500+	1.83 GHzで7,527 MIPS	4.1	4.1	2003	[51]
インテル Pentium 4 エクストリーム・エディション	3.2GHzで9,726MIPS	3.0	3.0	2003
マイクロチップ PIC10F	4 MHzで1 MIPS	0.25	0.25	2004	[61] [62]
ARM Cortex-M3	100 MHzで125 MIPS	1.25	1.25	2004	[63]
ニオス II	165 MHzで190 MIPS	1.13	1.13	2004	[64]
MIPS32 4KEc	233 MHzで356 MIPS	1.5	1.5	2004	[65]
C7経由	1.3GHzで1,799MIPS	1.4	1.4	2005	[66]
ARM Cortex-A8	1.0GHzで2,000MIPS	2.0	2.0	2005	[67]
AMD Athlon FX-57	2.8GHzで12,000MIPS	4.3	4.3	2005
AMD Athlon 64 3800+ X2（2コア）	2.0GHzで14,564MIPS	7.3	3.6	2005	[68]
パワーPC G4 MPC7448	1.7GHzで3,910MIPS	2.3	2.3	2005	[69]
ARM Cortex-R4	270 MHzで450 MIPS	1.66	1.66	2006	[70]
MIPS32 24K	400 MHzで604 MIPS	1.51	1.51	2006	[71]
PS3 セル BE ( PPEのみ)	3.2GHzで10,240MIPS	3.2	3.2	2006
IBM Xenon CPU (3コア)	3.2GHzで19,200MIPS	6.0	2.0	2005
AMD Athlon FX-60（2コア）	2.6GHzで18,938MIPS	7.3	3.6	2006	[68]
Intel Core 2 Extreme X6800 (2コア)	2.93 GHzで27,079 MIPS	9.2	4.6	2006	[68]
Intel Core 2 Extreme QX6700 (4コア)	2.66 GHzで49,161 MIPS	18.4	4.6	2006	[72]
MIPS64 20Kc	600 MHzで1,370 MIPS	2.3	2.3	2007	[73]
PAセミPA6T-1682M	1.8GHzで8,800MIPS	4.4	4.4	2007	[74]
Qualcomm Scorpion（Cortex-A8ライク）	1GHzで2,100MIPS	2.1	2.1	2008	[60]
インテル Atom N270	1.6GHzで3,846MIPS	2.4	2.4	2008	[75]
Intel Core 2 Extreme QX9770 (4コア)	3.2 GHzで59,455 MIPS	18.6	4.6	2008	[72]
インテル Core i7 920 (4コア)	2.93GHzで82,300MIPS	28.089	7.022	2008	[76]
ARM Cortex-M0	50 MHzで45 MIPS	0.9	0.9	2009	[77]
ARM Cortex-A9（2コア）	1.5GHzで7,500MIPS	5.0	2.5	2009	[78]
AMD Phenom II X4 940 ブラックエディション	3.0GHzで42,820MIPS	14.3	3.5	2009	[79]
AMD フェノム II X6 1100T	3.3GHzで78,440MIPS	23.7	3.9	2010	[76]
Intel Core i7 エクストリーム・エディション 980X (6コア)	3.33 GHzで147,600 MIPS	44.7	7.46	2010	[80]
ARM Cortex-A5	800 MHzで1,256 MIPS	1.57	1.57	2011	[67]
ARM Cortex-A7	1.5GHzで2,850MIPS	1.9	1.9	2011	[60]
Qualcomm Krait (Cortex-A15 ライク、2 コア)	1.5GHzで9,900MIPS	6.6	3.3	2011	[60]
AMD E-350（2コア）	1.6GHzで10,000MIPS	6.25	3.125	2011	[81]
Nvidia Tegra 3（クアッドコアCortex-A9）	1.5GHzで13,800MIPS	9.2	2.5	2011
Samsung Exynos 5250（Cortex-A15のような2コア）	2.0GHzで14,000MIPS	7.0	3.5	2011	[82]
Intel Core i5 - 2500K (4コア)	3.3GHzで83,000MIPS	25.152	6.288	2011	[83]
インテル Core i7 875K	2.93GHzで92,100MIPS	31.4	7.85	2011	[76]
AMD FX-8150（8コア）	3.6GHzで90,749MIPS	25.2	3.15	2011	[84]
Intel Core i7 2600K（4コア）	3.4GHzで117,160MIPS	34.45	8.61	2011	[85]
Intel Core i7-3960X（6コア）	3.3GHzで176,170MIPS	53.38	8.89	2011	[86]
AMD FX-8350（8コア）	4.2GHzで97,125MIPS	23.1	2.9	2012	[84] [87]
AMD FX-9590（8コア）	5.0GHzで115,625MIPS	23.1	2.9	2012	[76]
インテル Core i7 3770K (4コア)	3.9GHzで106,924MIPS	27.4	6.9	2012	[84]
Intel Core i7 4770K（4コア）	3.9GHzで133,740MIPS	34.29	8.57	2013	[84] [87] [88]
Intel Core i7 5960X (8コア)	3.5GHzで298,190MIPS	85.2	10.65	2014	[89]
Intel Core i7 6950X (10コア)	3.5GHzで320,440MIPS	91.55	9.16	2016	[90]
ARM Cortex-A73（4コア）	2.8GHzで71,120MIPS	25.4	6.35	2016
ARM Cortex-A75	?	?	8.2～9.5	2017	[91]
ARM Cortex-A76	?	?	10.7～12.4	2018	[91]
ARM Cortex-A53	1GHzで2,300MIPS	2.3	2.3	2012	[92]
ARM Cortex-A35	1GHzで2,100MIPS	2.1	2.1	2015	[92]
ARM Cortex-A72	2.5GHzで15,750～18,375	6.3から7.35	6.3から7.35	2015	[92]
ARM Cortex-A57	2.5GHzで10,250～11,750	4.1から4.7	4.1から4.7	2012	[92]
Sitara AM64x ARM Cortex-A53 (2コア)	1GHzで5,992MIPS	6	3	2021	[93]
AMD Ryzen 7 1800X（8コア）	3.7GHzで304,510MIPS	82.3	10.29	2017	[94]
Intel Core i7-8086K（6コア）	5.0GHzで221,720MIPS	44.34	7.39	2018	[95]
Intel Core i9-9900K（8コア）	4.7GHzで412,090MIPS	87.68	10.96	2018	[96]
AMD Ryzen 9 3950X（16コア）	4.6GHzで749,070MIPS	162.84	10.18	2019	[96]
AMD Ryzen Threadripper 3990X（64コア）	4.35GHzで2,356,230MIPS	541.66	8.46	2020	[97]
Intel Core i5-11600K（6コア）	4.92 GHzで346,350 MIPS	57.72	11.73	2021	[98]
プロセッサ/システム	ドライストーン MIPS / MIPS	クロックサイクルあたりD命令	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	ソース

マルチCPUクラスタの結果

プロセッサ/システム	Dhrystone MIPSまたはMIPS、および周波数	クロックサイクルあたりD命令	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	ソース
LINKS-1 コンピュータグラフィックスシステム（257プロセッサ）	10MHzで642.5MIPS	2.5	0.25	1982	[99]
セガ システム 16 (4 プロセッサ)	10MHzで16.33MIPS	4.083	1.020	1985	[100]
ナムコシステム21（10プロセッサ）	25 MHzで73.927 MIPS	2.957	0.296	1988	[101]
Atari Hard Drivin' (7プロセッサ)	50 MHzで33.573 MIPS	0.671	0.0959	1989	[102]
NEC SX-3（4プロセッサ）	400 MHzで680 MIPS	1.7	0.425	1989	[103]
ナムコシステム21（ギャラクシアン³）（96プロセッサ）	40 MHzで1,660.386 MIPS	41.51	0.432	1990	[104]
SGI Onyx RealityEngine 2（36プロセッサ）	150 MHzで2,640 MIPS	17.6	0.489	1993	[105]
ナムコ マジックエッジ ホーネット シミュレーター(36 プロ​​セッサ)	150 MHzで2,880 MIPS	19.2	0.533	1993	[47]
セガ ナオミ マルチボード（32 プロセッサ）	200 MHzで6,400 MIPS	32	1	1999	[106]
Raspberry Pi 2（クアッドコア ARM Cortex-A7）	1.0GHzで4,744MIPS	4.744	1.186	2014	[107]
プロセッサ/システム	ドライストーン MIPS / MIPS	クロックサイクルあたりD命令	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	ソース

参照

• トップ500
• 1秒あたりの浮動小数点演算回数（FLOPS）
• スープ
• ベンチマーク（コンピューティング）
• BogoMips （ LinuxカーネルによるCPU速度の測定）
• サイクルあたりの命令数
• 命令あたりのサイクル数
• Dhrystone (ベンチマーク) - DMIPS整数ベンチマーク
• Whetstone (ベンチマーク) - 浮動小数点ベンチマーク
• 百万サービス単位（MSU）
• 桁違いのコンピュータ性能
• ワットあたりのパフォーマンス
• データレート単位

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