「分かりそう」で「分からない」でも「分かった」気になれるIT用語辞典

最初に留意事項です。
「CPUの話で出てくる『CPI』」と言われて「あぁ、アレのことね」と分かる方は最後まで読む必要ありません。
CPUの話で出てくるCPIの正式名称（？）のひとつが「Cycles Per Instruction」です。
「Cycles Per Instruction」の頭文字を取ったのが「CPI」ね。



※「Cycles Per Instruction」を何となく日本語にすると「命令ごとの周期」となります。[詳細]

ちなみに「Clock cycles Per Instruction（クロック・サイクルズ・パー・インストラクション）」の略で「CPI」と解釈される場合も あります。



※「Clock cycles Per Instruction」を何となく日本語にすると「命令ごとの時計の周期」となります。[詳細]

以上が「CPI」の意味を知っている人向けの説明です。

「CPIって何？美味しいの？」な人は、このまま読み進めてください。
用語の中身について説明します。



それでは、いってみましょう。
まずは予備知識として

・CPU
・クロック信号
・クロックサイクル

について説明します。
「そんなの説明されなくても知ってるよ！」な人は適当に読み飛ばしてください。

CPUは「実際に計算したり、あれやこれやの処理を実行するパソコンの部品」です。



CPUはパソコンさんの脳みそに相当する部品です。
パソコンさんが お仕事をしているときは、CPUさんが一生懸命 働いています。



なお、話を単純化するために「パソコン」と表現しましたが、スマホや その他のコンピュータ類でも同じです。

クロック信号は「CPUさんたちが足並みを揃えるための手拍子」です。
小難しく書くと「回路の同期を取るための周期的な信号」ですけどね。
難しく捉える必要は ありません。
「パン、パン、パン、パン」な、ただの手拍子です。

コンピュータの中には手拍子をするおじさんが住んでいます。
おじさんの仕事は手拍子をすることです。



コンピュータさんは手拍子のリズムに合わせてお仕事をします。



手拍子のテンポが遅いと、それに合わせてコンピュータさんは、のんびりとお仕事をします。



手拍子のテンポが速いと、それに合わせてコンピュータさんはテキパキとお仕事をします。



この手拍子がクロック信号です。

クロックサイクルは「クロック信号が1回発信される動作」です。
例えばクロック信号が3回発信されたら「3サイクル」のように数えます。



「cycle（サイクル）」の意味は「周期」とかです。

手拍子をするときは

１．手のひら同士をぶつけ合わせる
２．ぶつけ合わせた手のひらを離す

という2つの動作が必要になります。



仮に3回手拍子をしたとしましょう。



これは実際には「手のひら同士をぶつけ合わせる→ぶつけ合わせた手のひらを離す」という一連の流れを3回やることになります。



「手のひら同士をぶつけ合わせる→ぶつけ合わせた手のひらを離す」という一連の流れを「1周期」と解釈して、それを3回（3周期）やったから「3サイクル」という数え方です……多分。



今回は手拍子に例えて説明しましたけどね。
クロック信号の発信を始めて、発信が終わって、あれやこれやして、次の発信の準備が整うまでには時間がかかります。
この「発信を始めて」から「次の発信の準備が整う」までの一連の流れを1つの周期と解釈しているのだと思います。

以上を踏まえて

1つの命令を終えるまでに必要なクロック信号の数

が「Cycles Per Instruction」です。



上でも書きましたが、一般的には「CPI」と表現されます。
※本ページでも以降は「CPI」と表現します。

CPIは

クロックサイクルの総数÷命令の総数

で求められます。



CPIの値は小さい方が性能が良いと判断されます。
命令を終えるまでに必要なクロック信号の数が少ないということは、その命令を終えるまでにかかる時間が少ないということだからです。