問57
頻出度★☆☆
クロック周波数 2 GHz のプロセッサにおいて一つの命令が 5 クロックで実行できるとき, 1 命令の実行に必要な時間は何ナノ秒か。
平成22年度 秋期 ITパスポート試験 問57
テクノロジ系コンピュータ構成要素 › プロセッサ
这道题的解析和你的作答记录。
解説
問 57时钟周期 = 1 ÷ 时钟频率
错误ア
0.1 纳秒是把时钟周期 0.5 纳秒除以 5 个时钟周期而得到的值（0.5 ÷ 5 = 0.1）。时钟周期数起的是让所需时间变长的作用，本该相乘的地方却做了除法，这就是错误所在。既然一条指令要花 5 个时钟周期，它就不可能比 1 个时钟周期还短。
错误イ
0.5 纳秒正是 1 个时钟周期的时间（时钟周期）本身。从 2 GHz 算到 1 ÷ 2×10^9 = 0.5 纳秒这一步是正确的，但计算停在了这里，没有再乘上「一条指令需要 5 个时钟周期」这个条件。题目问的不是 1 个时钟周期，而是一条指令的执行时间。
- ウ
正解 正确答案是 ウ（2.5）。首先求出 1 个时钟周期所需的时间（时钟周期）。时钟频率 2 GHz 的含义是每秒产生 2×10^9 次时钟脉冲，因此时钟周期 = 1 ÷ 2×10^9 = 0.5×10^-9 秒，即 0.5 纳秒。接着，题目说明一条指令可以用 5 个时钟周期执行完，所以一条指令的执行时间 = 时钟周期 × 时钟周期数 = 0.5 纳秒 × 5 = 2.5 纳秒。对单位建立直观感觉就能算得更快：1 GHz 时时钟周期正好是 1 纳秒，那么 2 GHz 就是它的一半 0.5 纳秒，再取 5 个即 2.5 纳秒，可以口算得出。
错误エ
10.0 纳秒对应于把频率的数值 2 与时钟周期数 5 简单相乘得到 2 × 5 = 10 的错误，或者把时钟周期误认成 2 纳秒而算成 2 × 5 = 10 的错误。2 GHz 表示的是每秒的时钟次数而不是时间，因此不能把频率的数值直接当作时间来用。要得到时间，必须取其倒数（1 ÷ 频率）。
ここがポイント
- 时钟周期 = 1 ÷ 时钟频率。频率与时间互为倒数，可以按 1 GHz → 1 纳秒、2 GHz → 0.5 纳秒、500 MHz → 2 纳秒这样换算（1 GHz = 10^9 Hz，1 纳秒 = 10^-9 秒）。
- 一条指令的执行时间 = 时钟周期 × 每条指令的时钟周期数。要掌握这个关系：频率越高，时钟周期越短，同一条指令就能执行得越快。
用語