Cálculo do CPI e Hierarquia de Memória

Um processador executa um programa com um total de 1000 instruções. O tempo médio de execução de cada instrução é de 2 ciclos de clock, e o tempo de acesso à memória cache é de 1 ciclo de clock, enquanto o tempo de acesso à memória principal é de 10 ciclos de clock. Calcule o CPI (Ciclos por Instrução) do processador considerando que 80% das instruções são atendidas pela memória cache. Encontre também o tempo total de execução do programa em ciclos de clock.

Para calcular o CPI, vamos primeiro determinar o número de ciclos de clock para cada tipo de acesso:

• Cálculo do CPI:
• - O tempo médio de execução de cada instrução é de 2 ciclos de clock.
• - 80% das instruções são atendidas pela memória cache (1 ciclo de clock) e 20% pela memória principal (10 ciclos de clock).
• - O tempo médio de acesso à memória pode ser calculado como:

• Assim, o CPI total é dado por:

• Cálculo do tempo total de execução:
• - O tempo total de execução do programa em ciclos de clock é dado por:

Portanto, o CPI do processador é 4,8 e o tempo total de execução do programa é 4800 ciclos de clock.