平均命令実行時間
クロック周波数が 2 GHz の CPU で，命令の種別ごとの出現頻度と 1 命令の実行に必要なクロックサイクル数（CPI）が次のとおりであるとき，1 命令の平均実行時間は何ナノ秒か。 命令種別 A：出現頻度 50%，CPI 2 命令種別 B：出現頻度 25%，CPI 4 命令種別 C：出現頻度 25%，CPI 8
- ア0.5
- イ1
- ウ2
- エ4
正解と解説を見る
正解 ウ
この問題の基礎知識
- CPI（Cycles Per Instruction）は 1 命令の実行に必要なクロックサイクル数である。命令の種別ごとに CPI が異なる場合は，出現頻度で加重平均して平均 CPI を求める。
- クロックサイクル時間はクロック周波数の逆数であり，例えば 1 GHz なら 1 ナノ秒である。
- 1 命令の平均実行時間は平均 CPI×クロックサイクル時間で求める。MIPS 値は 1 秒間に実行できる命令数を百万単位で表したもので，平均実行時間の逆数から求められる。
ア0.5
すべての命令が 1 クロックサイクルで実行されるとした場合の値であり，クロックサイクル時間（1÷2 GHz＝0.5 ナノ秒）そのものである。各命令の CPI と出現頻度を考慮していない。
イ1
最も出現頻度の高い命令種別 A の CPI 2 だけを用いて 2×0.5＝1 ナノ秒とした誤りである。平均実行時間は，全命令種別の CPI を出現頻度で加重平均して求める。
ウ2正解
平均 CPI は 0.5×2＋0.25×4＋0.25×8＝4 である。クロックサイクル時間は 1÷2 GHz＝0.5 ナノ秒なので，1 命令の平均実行時間は 4×0.5＝2 ナノ秒（性能は 500 MIPS）となる。
エ4
平均 CPI の 4 をそのままナノ秒とした誤りである。CPI はクロックサイクル数なので，1 サイクルの時間である 0.5 ナノ秒を掛けて実行時間に換算する必要がある。
検証用の出典出典照合済み
IPA 応用情報技術者試験（レベル 4）シラバス照合の根拠（1 件）
- ウ（正解）: CPI は 1 命令当たりのサイクル数（Cycles Per Instruction）であり，サイクル時間との積で実行時間になる
クロック周波数，CPI（Cycles Per Instruction），MIPS などの意味を理解する。
IPA 応用情報技術者試験シラバス Ver.7.2 · 中分類3 コンピュータ構成要素 1. プロセッサ (8) プロセッサの性能（新しいタブで開きます）
検算: 平均 CPI＝0.5×2＋0.25×4＋0.25×8＝1＋1＋2＝4。サイクル時間＝1/(2×10^9)＝0.5 ns。平均実行時間＝4×0.5＝2 ns（1/2 ns＝500 MIPS）。0.5 は CPI＝1 相当，1 は種別 A の CPI のみ，4 は CPI をそのまま ns とした値。