電験３種過去問【2023年(上期)機械 問18】

解答

（a）：（3）
（b）：（4）

解説

電験３種過去問【2012年機械 問18】と同じ出題です。

マイクロプロセッサの動作クロック

マイクロプロセッサは動作クロックと呼ばれるパルス信号に同期して処理を行う。１クロックの周期 T [s] をサイクルタイム、１秒当たりの動作クロック数 f [Hz]を動作周波数と呼ぶ。

\(\displaystyle f=\frac{1}{T}\)[Hz]

また、マイクロプロセッサが１命令当たりに使用する平均クロックを CPI と呼ぶ。１命令当たりの平均実行時間T_E[s]と１クロックの周期 T [s] との関係は

\(\displaystyle T=\frac{T_E}{CPI}\)[s]

（a）2.5 GHz の動作クロックを使用するマイクロプロセッサのサイクルタイムT_aの値 [ns] を求める。
\(\displaystyle T_a=\frac{1}{f_a}\)[s]
\(\displaystyle 　=\frac{1}{2.5\times 10^9}\)[s]
\(\displaystyle 　=0.4\times10^{-9}\)[s]

（b）CPI=4 のマイクロプロセッサにおいて、１命令当たりの平均実行時間が 0.02 μs であった。このマイクロプロセッサの動作周波数の値 [MHz] を求める。

\(\displaystyle T_b=\frac{T_E}{CPI}\)[s]
\(\displaystyle 　=\frac{0.02\times10^{-6}}{4}\)[s]
\(\displaystyle 　=0.005\times10^{-6}\)[s]

したがって動作周波数は
\(\displaystyle f_b=\frac{1}{T_b}\)[Hz]
\(\displaystyle 　=\frac{1}{0.005\times10^{-6}}\)[Hz]
\(\displaystyle 　=200\times10^{6}\)[Hz]

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