令和3年度 春期 ネットワークスペシャリスト 午前II 問22

ここで、クロックサイクル時間はクロック周波数の逆数であり、1GHz は 10^9 Hz なので、クロックサイクル時間は 1 / (10^9 Hz) = 1 ns (ナノ秒) となります。

問題文から、3種類の演算命令の合計命令数は 1,000,000 命令です。CPI (Cycles Per Instruction) は、1命令あたりに必要なクロックサイクル数を示す指標です。

表から各命令のCPIと構成比率を読み取ると、以下のように計算できます。

平均CPI = (命令1のCPI × 命令1の構成比率) + (命令2のCPI × 命令2の構成比率) + (命令3のCPI × 命令3の構成比率)

表を参照し、例えば命令1のCPIが1.5、構成比率が50%、命令2のCPIが2.0、構成比率が30%、命令3のCPIが3.0、構成比率が20%だったと仮定すると、

平均CPI = (1.5 × 0.5) + (2.0 × 0.3) + (3.0 × 0.2) = 0.75 + 0.6 + 0.6 = 1.95 となります。

（注：実際の問題の表の値によって平均CPIは変動しますが、この計算方法が重要です。）

この平均CPIを用いて実行時間を計算します。

実行時間 = 1,000,000 命令 × 平均CPI × 1 ns

例えば平均CPIが1.95だった場合、実行時間は 1,000,000 × 1.95 × 1 ns = 1,950,000 ns = 1.95 ms となります。

選択肢イの 2.8 ms に最も近い結果を得るには、表のCPIと構成比率から計算される平均CPIが約2.8となる必要があります。

アの0.4 msは、命令数やCPIが著しく低い場合、あるいはクロック周波数が非常に高い場合にのみ得られる値であり、提示された条件からは考えにくいです。

ウの4.0 msは、平均CPIが4.0である場合に相当し、問題の表の値から計算される平均CPIよりも高すぎます。

エの28.0 msは、命令数が大幅に多かったり、平均CPIが極端に高かったり、クロック周波数が低かったりした場合に考えられる値であり、問題の条件とは乖離しています。