【計算機(jī)基礎(chǔ)Ep18】黑皮書：《計算機(jī)組成與設(shè)計——硬件/軟件接口》內(nèi)容梳理（九）
第一章 計算機(jī)抽象及相關(guān)技術(shù)
1.9實例：評測Intel Core i7
1.9.1SPEC CPU基準(zhǔn)評測程序
概念：
工作負(fù)載（workload）：運行在計算機(jī)上的一組程序，可以直接采用用戶的一組實際應(yīng)用程序，也可以從實際程序中構(gòu)建，一個典型的工作負(fù)載必須指明程序和相應(yīng)的頻率；
基準(zhǔn)評測程序（benchmark）：遴選出來用于計算機(jī)性能的程序；
SPEC（System Performance Evaluation Cooperative）：由許多計算機(jī)經(jīng)銷商共同出資贊助并支持的合作組織，目的是為現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)建立基準(zhǔn)評測程序集。
歷史：
1989年，SPEC建立了重點面向處理器性能的基準(zhǔn)程序集（現(xiàn)在成為SPEC89）；
目前最新的是SPEC CPU2006，它包括12個整數(shù)基準(zhǔn)程序集（CINT2006）和17個浮點基準(zhǔn)程序集（CFP2006）——
CINT2006：包括C編譯器、量子計算機(jī)仿真、下象棋程序等；
CFP2006：有限元模型結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)法、分子動力學(xué)質(zhì)點法、流體動力學(xué)稀疏線性代數(shù)法等。
SPEC分值：
含義：將被測計算機(jī)的執(zhí)行時間標(biāo)準(zhǔn)化，即將參考處理器的執(zhí)行時間除以被測計算機(jī)的執(zhí)行時間，這樣的歸一化結(jié)果產(chǎn)生了一個測量值，稱為SPEC分值；
標(biāo)準(zhǔn)：SPEC分值越大，表示性能越好（因為SPEC分值和被測計算機(jī)的執(zhí)行時間成反比）；
公式：CINT2006或CFP2006的總和評測結(jié)果是取SPEC分值的幾何平均值——
1.9.2SPEC功耗基準(zhǔn)評測程序
SPECpower：
來源：最早來自面向Java商業(yè)應(yīng)用的SPEC基準(zhǔn)程序（SPECJBB2005）；
功能：用來評測處理器、高速緩存、主存以及Java虛擬機(jī)、編譯器、垃圾回收器、操作系統(tǒng)等；
計量：采用單個的數(shù)字來對評測結(jié)果進(jìn)行歸納，稱為每瓦執(zhí)行的服務(wù)器端Java操作數(shù)量（overall ssj_ops per watt）；
公式：
1.10謬誤與陷阱
概念：
謬誤：我們在實際中經(jīng)常遇到的誤解；
陷阱：通常是指僅在有限的上下文中才正確的一般原理。
陷阱：在改進(jìn)計算機(jī)的某個方面時期望總性能的提高與改進(jìn)大小成正比。
Amdahl定律：
意義：闡述了“對于特定改進(jìn)的性能提升可能由所使用的改進(jìn)特征的數(shù)量所限制”的規(guī)則——“收益遞減定律”的量化版本；
公式：
謬誤：低利用率的計算機(jī)具有更低功耗。
事實：2012年，根據(jù)最優(yōu)結(jié)果進(jìn)行配置的計算機(jī)中，10%的工作負(fù)載情況下也會使用33%的峰值功耗。
謬誤：面向性能的設(shè)計和面向能效的設(shè)計具有不相關(guān)的目標(biāo)。
事實：由于能耗是功率和時間的乘積，在通常情況下，對于軟硬件的性能優(yōu)化而言，即使優(yōu)化需要更多的能耗，但是這些優(yōu)化縮短了系統(tǒng)運行時間，因此整體上也還是節(jié)約了能量。
陷阱：用性能公式的一個子集去度量性能。
事實：幾乎所有取代時間以度量性能的方法都會導(dǎo)致誤導(dǎo)性的聲明、扭曲的結(jié)果或錯誤的解釋；
例子：每秒百萬條指令數(shù)（MIPS）——
公式：MIPS=指令數(shù)/（執(zhí)行時間*10^6）；
問題：
MIPS規(guī)定了指令執(zhí)行的速率，但沒有考慮指令的能力；
在同一計算機(jī)上，不同的程序會有不同的MIPS，因而一臺計算機(jī)不能擁有單一的MIPS分值；
如果一個新程序執(zhí)行的指令數(shù)更多，但每條指令的執(zhí)行速度更快，則MIPS可能獨立于性能而發(fā)生變化！
