令和7年度 春期 午前 問8
コンピュータ構成要素
CPIに関する問題
同じ命令セットをもつコンピュータ A と B とがある。それぞれの CPU クロック周期，及びあるプログラムを実行したときの CPI（Cycles Per Instruction）は，表のとおりである。そのプログラムを実行したとき，コンピュータ A の処理時間は，コンピュータ B の処理時間の何倍になるか。
| CPU クロック周期 | CPI | |
|---|---|---|
| コンピュータ A | 1 ナノ秒 | 4.0 |
| コンピュータ B | 4 ナノ秒 | 0.5 |
- ア1／32
- イ1／2
- ウ2
- エ8
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✓ これが正解ウ2
解説
1命令の時間はA=4ns、B=2nsなので、AはBの2倍です。
同じ命令セットのコンピュータで同じプログラムを実行するとき、実行される命令数はそろうので、処理時間の比は 1 命令あたりに要する時間の比で決まります。1 命令あたりの時間はクロック周期と CPI の積で求められ、A は 1 ナノ秒×4.0＝4 ナノ秒、B は 4 ナノ秒×0.5＝2 ナノ秒です。したがって A の処理時間は B の 4／2＝2 倍になります。ここでの見方は、周期と CPI をそれぞれ B に対する A の比に直して、両者を掛け合わせても同じ結論になります。周期は A／B＝1／4、CPI は A／B＝8 なので、両者の積は 1／4×8＝2 で 2 倍となり、答えは同じ値です。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア1／32：1／32 を選ぶ肢は、二つの比の向きをそろえずに掛け合わせた値です。クロック周期を A／B＝1／4 と取りながら、CPI だけ逆向きに B／A＝0.5／4.0＝1／8 と取って掛けると 1／4×1／8＝1／32 になります。向きをそろえれば CPI の比は 8 です。
- イ1／2：1／2 を選ぶ肢は、比の分子と分母を入れ替えています。1 命令あたりの時間は A が 4 ナノ秒、B が 2 ナノ秒で、A のほうが時間が長いので、比 A／B は 1 より大きくなります。
- エ8：8 を選ぶ肢は、CPI の比 4.0／0.5＝8 だけで処理時間を見積もっています。実際にはクロック周期の比 1／4 を掛け合わせる必要があり、8×1／4＝2 が答えになります。
出典：令和7年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問8
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