1秒あたりの命令数

コンピュータの処理効率。1秒あたり100万命令あたりの必要な電力（ワット/MIPS）で測定されます

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、測定された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可能性があります。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

初期の8ビットおよび16ビット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 ]}このため、 1980年代半ばまでに技術者の間では 「意味のないプロセッサ速度指標」^{[ 3 ]}、あるいはあまり一般的ではないが「意味のない性能指標」^{[ 4 ]という用語が普及しました。}

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	3.8
4. 分岐	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. 浮動小数点除算	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、論理和など	1.6
12. レジスタを使用しない命令	5.3
13. 索引付け	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。

その他の命令ミックス

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指標を指します

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のD命令数	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	出典
ユニバックI	2.25MHzで0.002MIPS	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	10.00MHzで10.00MIPS	1	1	1965	[ 10 ] [ 11 ]
インテル 4004	0.740MHzで0.092MIPS （Dhrystone非対応）	0.124	0.124	1971	[ 12 ]
IBM システム/370 モデル158	8.696MHzで0.640MIPS	0.0736	0.0736	1972	[ 13 ]
インテル 8080	2.000MHzで0.290MIPS （Dhrystone非対応）	0.145	0.145	1974	[ 14 ]
クレイ 1	80.00MHzで160.0MIPS	2	2	1975	[ 15 ]
MOSテクノロジー 6502	1.000MHzで0.430MIPS	0.43	0.43	1975	[ 16 ]
MCP-1600	3.3MHz、4ϕで2.25MIPS	0.75	0.75	1975	[ 17 ]
インテル 8085	3.000MHzで0.435MIPS （Dhrystone非対応）	0.145	0.145	1976	[ 14 ]
ザイログ Z80	4.000MHzで0.580MIPS （ドライストーンではない）	0.145	0.145	1976	[ 16 ]
シグネティクス 8X300	8,000MHzで4,000MIPS	0.5	0.5	1976	[ 18 ]
モトローラ 6802	1.000MHzで0.500MIPS	0.5	0.5	1977	[ 19 ]
IBM システム/370 モデル 158-3	8.696MHzで0.730MIPS	0.0839	0.0839	1977	[ 13 ]
VAX-11/780	5,000MHzで1,000MIPS	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	5.000MHzで0.330MIPS	0.066	0.066	1978	[ 14 ]
富士通MB8843	2.000MHzで2.000MIPS （Dhrystone非対応）	1	1	1978	[ 20 ]
インテル 8088	10.00MHzで0.750MIPS	0.075	0.075	1979	[ 14 ]
モトローラ 68000	8.000MHzで1.400MIPS	0.175	0.175	1979	[ 16 ]
ザイログ Z8001/Z8002	6MHzで1.5MIPS	0.25	0.25	1979	[ 21 ]
Intel 8035/8039/8048	6MHzで0.400MIPS （Dhrystone非対応）	0.066	0.066	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	8MHzで1.16MIPS （ドライストーンではありません）	0.145	0.145	1981	[ 16 ] [ 23 ]
モトローラ 6802	3.58MHzで1.79MIPS	0.5	0.5	1981	[ 19 ] [ 24 ]
Zilog Z8001/Z8002B	10MHzで2.5MIPS	0.25	0.25	1981	[ 21 ]
インテル 80286	12MHzで1.28MIPS	0.107	0.107	1982	[ 13 ]
モトローラ 68010	12.5MHzで2.407MIPS	0.193	0.193	1982	[ 25 ]
NEC V20	8MHzで4MIPS （Dhrystone非対応）	0.5	0.5	1982	[ 26 ]
テキサス・インスツルメンツ TMS32010	20MHzで5MIPS	0.25	0.25	1983	[ 27 ]
NEC V30	10MHzで5MIPS （Dhrystone非対応）	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	2MHzで2MIPS	1	1	1985	[ 29 ] [ 30 ]
インテル i386DX	16MHzで2.15MIPS	0.134	0.134	1985	[ 13 ]
日立モトローラ 68HC000	20MHzで3.5MIPS	0.175	0.175	1985	[ 16 ]
インテル 8751	12MHzで1MIPS	0.083	0.083	1985	[ 31 ]
WDC 65C816 /リコー 5A22	2.8MHzで0.22MIPS	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	16.6MHzで10MIPS	0.6	0.6	1986	[ 35 ]
テキサス・インスツルメンツ TMS34010	50MHzで6MIPS	0.12	0.12	1986	[ 36 ]
NEC V70	20MHzで6.6MIPS	0.33	0.33	1987	[ 37 ]
モトローラ 68030	50MHzで18MIPS	0.36	0.36	1987	[ 38 ]
Gmicro/200	20MHzで10MIPS	0.5	0.5	1987	[ 39 ]
テキサス・インスツルメンツ TMS320C20	25MHzで12.5MIPS	0.5	0.5	1987	[ 40 ]
アナログ・デバイセズADSP-2100	12.5MHzで12.5MIPS	1	1	1987	[ 41 ]
テキサス・インスツルメンツ TMS320C25	50MHzで25MIPS	0.5	0.5	1987	[ 40 ]
インテル i486DX	25MHzで8.7MIPS	0.348	0.348	1989	[ 13 ]
NEC V80	33MHzで16.5MIPS	0.5	0.5	1989	[ 37 ]
インテル i860	25MHzで25MIPS	1	1	1989	[ 42 ]
ARM3	25MHzで12MIPS	0.5	0.5	1989	[ 43 ]
モトローラ 68040	40MHzで44MIPS	1.1	1.1	1990	[ 44 ]
AMD Am386	40MHzで9MIPS	0.225	0.225	1991	[ 45 ]
インテル i486DX	33MHzで11.1MIPS	0.336	0.336	1991	[ 13 ]
インテル i860	50MHzで50MIPS	1	1	1991	[ 42 ]
インテル i486DX2	66MHzで25.6MIPS	0.388	0.388	1992	[ 13 ]
Alpha 21064 (EV4)	150MHzで86MIPS	0.573	0.573	1992	[ 13 ]
Alpha 21064 (EV4S/EV45)	200MHzで135MIPS	0.675	0.675	1993	[ 13 ] [ 46 ]
MIPS R4400	150MHzで85MIPS	0.567	0.567	1993	[ 47 ]
Gmicro/500	66MHzで132MIPS	2	2	1993	[ 48 ]
IBM-Motorola PowerPC 601	80MHzで157.7MIPS	1.971	1.971	1993	[ 49 ]
ARM7	45MHzで40MIPS	0.889	0.889	1994	[ 50 ]
インテル DX4	100MHzで70MIPS	0.7	0.7	1994	[ 14 ]
モトローラ 68060	75MHzで110MIPS	1.33	1.33	1994
インテルPentium	100MHzで188MIPS	1.88	1.88	1994	[ 51 ]
マイクロチップ PIC16F	20MHzで5MIPS	0.25	0.25	1995	[ 52 ]
IBM-Motorola PowerPC 603e	133MHzで188MIPS	1.414	1.414	1995	[ 53 ]
ARM 7500FE	40MHzで35.9MIPS	0.9	0.9	1996
IBM-Motorola PowerPC 603ev	300MHzで423MIPS	1.41	1.41	1996	[ 53 ]
インテルPentium Pro	200MHzで541MIPS	2.7	2.7	1996	[ 54 ]
日立 SH-4	200MHzで360MIPS	1.8	1.8	1997	[ 55 ] [ 56 ]
IBM-Motorola PowerPC 750	233MHzで525MIPS	2.3	2.3	1997
ザイログ eZ80	20MHzで6.6MIPS	0.33	0.33	1999	[ 57 ]
インテルPentium III	600MHzで2,054MIPS	3.4	3.4	1999	[ 51 ]
フリースケールMPC8272	400MHzで760MIPS	1.9	1.9	2000	[ 58 ]
AMD Athlon	1.2GHzで3,561MIPS	3.0	3.0	2000
シリコン認識 ZISC 78	33MHzで8,600MIPS	260.6	260.6	2000	[ 59 ]
ARM11	412MHzで515MIPS	1.25	1.25	2002	[ 60 ]
AMD Athlon XP 2500+	1.83GHzで7,527MIPS	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	4MHzで1MIPS	0.25	0.25	2004	[ 61 ] [ 62 ]
ARM Cortex-M3	100MHzで125MIPS	1.25	1.25	2004	[ 63 ]
Nios II	165MHzで190MIPS	1.13	1.13	2004	[ 64 ]
MIPS32 4KEc	233MHzで356MIPS	1.5	1.5	2004	[ 65 ]
VIA C7	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	270MHzで450MIPS	1.66	1.66	2006	[ 70 ]
MIPS32 24K	400MHzで604MIPS	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)	2.93GHzで27,079MIPS	9.2	4.6	2006	[ 68 ]
インテル Core 2 Extreme QX6700（4コア）	2.66GHzで49,161MIPS	18.4	4.6	2006	[ 72 ]
MIPS64 20Kc	600MHzで1,370MIPS	2.3	2.3	2007	[ 73 ]
PA Semi PA6T-1682M	1.8GHzで8,800MIPS	4.4	4.4	2007	[ 74 ]
Qualcomm Scorpion（Cortex-A8類似）	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)	3.2GHzで59,455MIPS	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	50MHzで45MIPS	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 ]
インテル Core i7 エクストリーム・エディション 980X (6コア)	3.33GHzで147,600MIPS	44.7	7.46	2010	[ 80 ]
ARM Cortex-A5	800MHzで1,256MIPS	1.57	1.57	2011	[ 67 ]
ARM Cortex-A7	1.5GHzで2,850MIPS	1.9	1.9	2011	[ 60 ]
Qualcomm Krait（Cortex-A15類似、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相当の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 ]
インテル 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	6.3～7.35	6.3～7.35	2015	[ 92 ]
ARM Cortex-A57	2.5GHzで10,250～11,750	4.1～4.7	4.1～4.7	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）	4.92GHzで346,350MIPS	57.72	11.73	2021	[ 98 ]
プロセッサ / システム	Dhrystone MIPS / MIPS	クロックサイクルあたりのD命令数	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	出典

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のD命令数	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	出典
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）	25MHzで73.927MIPS	2.957	0.296	1988	[ 101 ]
Atari Hard Drivin' (7プロセッサ)	50MHzで33.573MIPS	0.671	0.0959	1989	[ 102 ]
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SGI Onyx RealityEngine 2（36プロセッサ）	150MHzで2,640MIPS	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)	150MHzで2,880MIPS	19.2	0.533	1993	[ 47 ]
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プロセッサ / システム	Dhrystone MIPS / MIPS	クロックサイクルあたりのD命令数	コアあたりクロックサイクルあたりD命令	年	出典

参照

• トップ500
• 1秒あたりの浮動小数点演算回数（FLOPS）
• SUPS
• 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速度の測定値）
• 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パフォーマンス
• ワットあたりの性能
• データレート単位

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