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초당 명령 수

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1. 개요

초당 명령 수(IPS, Instructions Per Second)는 컴퓨터의 처리 속도를 나타내는 척도이다. IPS는 계산, kIPS(천 IPS), MIPS(백만 IPS) 단위로 표현되며, 프로세서의 소켓 수, 코어 수, 클럭 속도, 사이클 당 명령어 수 등의 요소로 계산된다. kIPS는 과거 벤치마크 표준이 없던 시절에 사용되었으며, MIPS는 1980년대에 프로세서 성능을 나타내는 단위로 널리 사용되었으나, 아키텍처에 따라 명령어 처리 방식이 달라 성능을 완벽하게 반영하지 못한다는 한계가 있다. 이 문서에서는 IPS의 계산 방법과 함께 다양한 프로세서 및 시스템의 IPS 값을 연도별로 정리한 타임라인을 제공한다.

초당 명령 수
초당 명령 수
유형성능 측정
설명
정의컴퓨터 프로세서의 초당 명령 실행 속도
약어IPS
단위
측정 단위Hz (헤르츠)
배수KIPS (천 단위 IPS)
MIPS (백만 단위 IPS)
GIPS (십억 단위 IPS)
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목차

2. 계산

IPS는 다음과 같이 계산할 수 있다.

:\text{IPS} = \text{소켓 수} \times \frac{\text{코어 수}}{\text{소켓}} \times \text{클럭 속도} \times \frac{\text{IPS}}{\text{사이클}}

2.1. 사이클 당 IPS

클럭당 명령어 처리 횟수(IPC)를 참고한다.

IPS는 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있다.

:\text{IPS} = \text{소켓 수} \times \frac{\text{코어 수}}{\text{소켓 당 코어 수}} \times \text{클럭 속도} \times \frac{\text{명령어 수}}{\text{사이클 당 명령어 수}}

그러나 사이클 당 명령어 수 측정은 명령어 시퀀스, 데이터 및 외부 요인에 따라 달라진다.

3. kIPS

표준 벤치마크를 사용할 수 있기 이전에는 컴퓨터의 평균 속도를 kIPS(Thousand instructions per second영어) 단위로 계산하였다. 가장 대중적인 것으로는 IBM의 잭 클락 깁슨이 과학 목적을 위해 만든 깁슨 믹스였다.

깁슨은 IBM 704 아키텍처를 기반으로 컴퓨터 명령어를 12개 클래스로 분류했으며, 인덱싱 시간을 고려하여 13번째 클래스를 추가했다. 가중치는 주로 704에서 실행된 7개의 과학 프로그램 분석을 기반으로 했으며, 일부 IBM 650 프로그램의 기여도 있었다. 전체 점수는 각 클래스의 명령어에 대한 평균 실행 속도의 가중 합이었다.

👆
좌우로 밀어서 보기
깁슨 믹스
명령어 종류비중(%)
로드 및 저장31.2
고정 소수점 덧셈 및 뺄셈6.1
비교3.8
분기16.6
부동 소수점 덧셈 및 뺄셈6.9
부동 소수점 곱셈3.8
부동 소수점 나눗셈1.5
고정 소수점 곱셈0.6
고정 소수점 나눗셈0.2
시프트4.4
논리 연산 (AND, OR 등)1.6
레지스터를 사용하지 않는 명령어5.3
인덱싱18.0
합계100.0

4. MIPS

MIPS(밉스, million instructions per second영어)는 초당 100만 개의 명령을 수행할 수 있는 능력을 말한다. 컴퓨터의 수행 속도를 나타내는 단위로 사용된다. 하지만 기종에 따라 같은 작업을 하는데 필요한 명령의 수가 다르기 때문에 컴퓨터의 성능을 완벽하게 반영한다고 보기는 어려우며, 서로 다른 CPU 아키텍처 간에는 비교하기 어렵다. 이러한 이유로 1980년대 중반 기술자들 사이에서 "프로세서 속도의 무의미한 지표"(Meaningless Indicator of Processor Speed영어) 또는 덜 일반적으로 "성능의 무의미한 지표"(Meaningless Indices of Performance영어)라는 용어가 널리 사용되었다.

5. IPS 타임라인

{| class="wikitable sortable"
! 프로세서 / 시스템
! Dhrystone MIPS / MIPS
! D IPS / 초당 클럭 사이클
! D IPS / 초당 클럭 사이클 / 다이 당 코어
! 연도
! 출처
|-
| 유니박 I || 2.25MHz에서 0.002 MIPS || 0.0008 || 0.0008 || 1951 ||
|-
| 인텔 4004 || 740kHz에서 0.092 MIPS
(Dhrystone 아님) || 0.124 || 0.124 || 1971 ||
|-
| IBM System/370 Model 158 || 8.696MHz에서 0.64 MIPS || 0.0736 || 0.0736 || 1972 ||
|-
| 인텔 8080 || 2MHz에서 0.29 MIPS || 0.145 || 0.145 || 1974 ||
|-
| MOS 6502 || 1MHz에서 0.43 MIPS || 0.43 || 0.43 || 1975 ||
|-
| Intel 8080A || 3MHz에서 0.435 MIPS || 0.145 || 0.145 || 1976 ||
|-
| 자일로그 Z80 || 4MHz에서 0.58 MIPS || 0.145 || 0.145 || 1976 ||
|-
| 모토로라 6809 || 1MHz에서 0.42 MIPS || 0.42 || 0.42 || 1977 ||
|-
| 모토로라 6802 || 1MHz에서 0.5 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1977 ||
|-
| IBM System/370 Model 158-3 || 8.696MHz에서 0.73 MIPS || 0.0839 || 0.0839 || 1977 ||
|-
| VAX-11/780 || 5MHz에서 1 MIPS || 0.2 || 0.2 || 1977 ||
|-
| 인텔 8086 || 5MHz에서 0.33 MIPS || 0.066 || 0.066 || 1978 ||
|-
| 후지쯔 MB8843 || 2MHz에서 2 MIPS
(Dhrystone 아님) || 1 || 1 || 1978 ||
|-
| 인텔 8088 || 10MHz에서 0.75 MIPS || 0.075 || 0.075 || 1979 ||
|-
| 모토로라 68000 || 8MHz에서 1.4 MIPS || 0.175 || 0.175 || 1979 ||
|-
| Zilog Z8001/Z8002 || 6MHz에서 1.5 MIPS || 0.25 || 0.25 || 1979 ||
|-
| 인텔 8035/8039/8048 || 6MHz에서 6 MIPS
(Dhrystone 아님) || 1 || 1 || 1980 ||
|-
| 후지쯔 MB8843/MB8844 || 6MHz에서 6 MIPS
(Dhrystone 아님) || 1 || 1 || 1980 ||
|-
| Zilog Z80/Z80H || 8MHz에서 1.16 MIPS || 0.145 || 0.145 || 1981 ||
|-
| 모토로라 6802 || 3.58MHz에서 1.79 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1981 ||
|-
| Zilog Z8001/Z8002B || 10MHz에서 2.5 MIPS || 0.25 || 0.25 || 1981 ||
|-
| MOS 6502 || 5.865MHz에서 2.522 MIPS || 0.43 || 0.43 || 1981 ||
|-
| Intel 286 || 12MHz에서 1.28 MIPS || 0.107 || 0.107 || 1982 ||
|-
| 모토로라 68000 || 12.5MHz에서 2.188 MIPS || 0.175 || 0.175 || 1982 ||
|-
| 모토로라 68010 || 12.5MHz에서 2.407 MIPS || 0.193 || 0.193 || 1982 ||
|-
| NEC V20 || 8MHz에서 4 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1982 ||
|-
| LINKS-1 컴퓨터 그래픽스 시스템 (257-processor) || 10MHz에서 642.5 MIPS || 2.5 || 0.25 || 1982 ||
|-
| 텍사스 인스트루먼츠 TMS32010 || 20MHz에서 5 MIPS || 0.25 || 0.25 || 1983 ||
|-
| NEC V20 || 10MHz에서 5 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1983 ||
|-
| 모토로라 68010 || 16.67MHz에서 3.209 MIPS || 0.193 || 0.193 || 1984 ||
|-
| 모토로라 68020 || 16MHz에서 4.848 MIPS || 0.303 || 0.303 || 1984 ||
|-
| 히타치 HD63705 || 2MHz에서 2 MIPS || 1 || 1 || 1985 ||
|-
| Intel i386DX || 16MHz에서 2.15 MIPS || 0.134 || 0.134 || 1985 ||
|-
| 히타치-모토로라 68HC000 || 20MHz에서 3.5 MIPS || 0.175 || 0.175 || 1985 ||
|-
| Intel 8751 || 8MHz에서 8 MIPS || 1 || 1 || 1985 ||
|-
| 세가 아케이드 시스템 보드 목록 (4-processor) || 10MHz에서 16.33 MIPS || 4.083 || 0.408 || 1985 ||
|-
| ARM2 || 8MHz에서 4 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1986 ||
|-
| 텍사스 인스트루먼츠 TMS34010 || 50MHz에서 6 MIPS || 0.12 || 0.12 || 1986 ||
|-
| NEC V70 || 20MHz에서 6.6 MIPS || 0.33 || 0.33 || 1987 ||
|-
| 모토로라 68030 || 25MHz에서 9 MIPS || 0.36 || 0.36 || 1987 ||
|-
| Gmicro/200 || 20MHz에서 10 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1987 ||
|-
| 텍사스 인스트루먼트 TMS320C20 || 25MHz에서 12.5 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1987 ||
|-
| 아날로그 디바이스 ADSP-2100 || 12.5MHz에서 12.5 MIPS || 1 || 1 || 1987 ||
|-
| Texas Instruments TMS320C25 || 50MHz에서 25 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1987 ||
|-
| 모토로라 68020 || 33MHz에서 10 MIPS || 0.303 || 0.303 || 1988 ||
|-
| 모토로라 68030 || 50MHz에서 18 MIPS || 0.36 || 0.36 || 1988 ||
|-
| 남코 시스템 21 (10-프로세서) || 25MHz에서 73.927 MIPS || 2.957 || 0.296 || 1988 ||
|-
| Intel i386DX || 33MHz에서 4.3 MIPS || 0.13 || 0.13 || 1989 ||
|-
| Intel i486DX || 25MHz에서 8.7 MIPS || 0.348 || 0.348 || 1989 ||
|-
| NEC V80 || 33MHz에서 16.5 MIPS || 0.5 || 0.5 || 1989 ||
|-
| 인텔 i860 || 25MHz에서 25 MIPS || 1 || 1 || 1989 ||
|-
| Atari Hard Drivin' (7-processor) || 50MHz에서 33.573 MIPS || 0.671 || 0.0959 || 1989 ||
|-
| NEC SX-3 (4-processor) || 400MHz에서 680 MIPS || 1.7 || 0.425 || 1989 ||
|-
| 모토로라 68040 || 40MHz에서 44 MIPS || 1.1 || 1.1 || 1990 ||
|-
| 남코 시스템 21 (Galaxian³) (96-processor) || 40MHz에서 1,660.386 MIPS || 41.51 || 0.432 || 1990 ||
|-
| AMD Am386 || 40MHz에서 9 MIPS || 0.225 || 0.225 || 1991 ||
|-
| Intel i486DX || 33MHz에서 11.1 MIPS || 0.336 || 0.336 || 1991 ||
|-
| 인텔 i860 || 50MHz에서 50 MIPS || 1 || 1 || 1991 ||
|-
| 인텔 i486DX2 || 66MHz에서 25.6 MIPS || 0.388 || 0.388 || 1992 ||
|-
| 알파 21064 || 150MHz에서 86 MIPS || 0.573 || 0.573 || 1992 ||
|-
| 알파 21064 || 200MHz에서 135 MIPS || 0.675 || 0.675 || 1993 ||
|-
| MIPS R4400 || 150MHz에서 85 MIPS || 0.567 || 0.567 || 1993 ||
|-
| Gmicro/500 || 66MHz에서 132 MIPS || 2 || 2 || 1993 ||
|-
| IBM-모토로라 PowerPC 601 || 80MHz에서 157.7 MIPS || 1.971 || 1.971 || 1993 ||
|-
| SGI Onyx RealityEngine2 (36-processor) || 150MHz에서 2,640 MIPS || 17.6 || 0.489 || 1993 ||
|-
| Namco Magic Edge Hornet Simulator (36-processor) || 150MHz에서 2,880 MIPS || 19.2 || 0.533 || 1993 ||
|-
| ARM7 || 45MHz에서 40 MIPS || 0.889 || 0.889 || 1994 ||
|-
| 인텔 DX4 || 100MHz에서 70 MIPS || 0.7 || 0.7 || 1994 ||
|-
| 모토로라 68060 || 75MHz에서 110 MIPS || 1.33 || 1.33 || 1994 ||
|-
| 펜티엄 || 100MHz에서 188 MIPS || 1.88 || 1.88 || 1994 ||
|-
| 마이크로칩 PIC16F || 20MHz에서 5 MIPS || 0.25 || 0.25 || 1995 ||
|-
| IBM-모토로라 PowerPC 603e || 133MHz에서 188 MIPS || 1.414 || 1.414 || 1995 ||
|-
| ARM 7500FE || 40MHz에서 35.9 MIPS || 0.9 || 0.9 || 1996 ||
|-
| IBM-모토로라 PowerPC 603ev || 300MHz에서 423 MIPS || 1.41 || 1.41 || 1996 ||
|-
| 펜티엄 프로 || 200MHz에서 541 MIPS || 2.7 || 2.7 || 1996 ||
|-
| Hitachi SH-4 || 200MHz에서 360 MIPS || 1.8 || 1.8 || 1997 ||
|-
| IBM-Motorola PowerPC 750 || 233MHz에서 525 MIPS || 2.3 || 2.3 || 1997 ||
|-
| 자일로그 eZ80 || 50MHz에서 80 MIPS || 1.6 || 1.6 || 1999 ||
|-
| 펜티엄 III || 600MHz에서 2,054 MIPS || 3.4 || 3.4 || 1999 ||
|-
| Sega Naomi Multiboard (32-processor) || 200MHz에서 6,400 MIPS || 32 || 1 || 1999 ||
|-
| Freescale MPC8272 || 400MHz에서 760 MIPS || 1.9 || 1.9 || 2000 ||
|-
| AMD Athlon || 1.2GHz에서 3,561 MIPS || 3.0 || 3.0 || 2000 ||
|-
| Silicon Recognition ZISC 78 || 33MHz에서 8,600 MIPS || 260.6 || 260.6 || 2000 ||
|-
| ARM11 || 412MHz에서 515 MIPS || 1.25 || 1.25 || 2002 ||
|-
| AMD 애슬론 XP 2500+ || 1.83GHz에서 7,527 MIPS || 4.1 || 4.1 || 2003 ||
|-
| Pentium 4 Extreme Edition || 3.2GHz에서 9,726 MIPS || 3.0 || 3.0 || 2003 ||
|-
| 마이크로칩 PIC10F || 4MHz에서 1 MIPS || 0.25 || 0.25 || 2004 ||
|-
| ARM Cortex-M3 || 100MHz에서 125 MIPS || 1.25 || 1.25 || 2004 ||
|-
| Nios II || 165MHz에서 190 MIPS || 1.13 || 1.13 || 2004 ||
|-
| MIPS32 4KEc || 233MHz에서 356 MIPS || 1.5 || 1.5 || 2004 ||
|-
| 비아 C7 || 1.3GHz에서 1,799 MIPS || 1.4 || 1.4 || 2005 ||
|-
| ARM Cortex-A8 || 1에서 2,000 MIPS || 2.0 || 2.0 || 2005 ||
|-
| AMD Athlon FX-57 || 2.8GHz에서 12,000 MIPS || 4.3 || 4.3 || 2005 ||
|-
| AMD Athlon 64 3800+ X2 (2-core) || 2에서 14,564 MIPS || 7.3 || 3.6 || 2005 ||
|-
| ARM Cortex-R4 || 270MHz에서 450 MIPS || 1.66 || 1.66 || 2006 ||
|-
| MIPS32 24K || 400MHz에서 604 MIPS || 1.51 || 1.51 || 2006 ||
|-
| PS3 Cell BE (PPE 전용) || 3.2GHz에서 10,240 MIPS || 3.2 || 3.2 || 2006 ||
|-
| IBM 제논 (프로세서) (3-core) || 3.2GHz에서 19,200 MIPS || 6.0 || 2.0 || 2005 ||
|-
| AMD Athlon FX-60 (2-core) || 2.6GHz에서 18,938 MIPS || 7.3 || 3.6 || 2006 ||
|-
| 인텔 코어 2 Extreme X6800 (2-core) || 2.93GHz에서 27,079 MIPS || 9.2 || 4.6 || 2006 ||
|-
| 인텔 코어 2 Extreme QX6700 (4-core) || 2.66GHz에서 49,161 MIPS || 18.4 || 4.6 || 2006 ||
|-
| MIPS64 20Kc || 600MHz에서 1,370 MIPS || 2.3 || 2.3 || 2007 ||
|-
| P.A. Semi PA6T-1682M || 1.8GHz에서 8,800 MIPS || 4.4 || 4.4 || 2007 ||
|-
| Qualcomm Scorpion (Cortex A8-like) || 1GHz에서 2,100 MIPS || 2.1 || 2.1 || 2008 ||
|-
| Intel Atom N270 || 1.6GHz에서 3,846 MIPS || 2.4 || 2.4 || 2008 ||
|-
| 인텔 코어 2 Extreme QX9770 (4-core) || 3.2GHz에서 59,455 MIPS || 18.6 || 4.6 || 2008 ||
|-
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|-
| ARM Cortex-M0 || 50MHz에서 45 MIPS || 0.9 || 0.9 || 2009 ||
|-
| ARM Cortex-A9 (2-core) || 1.5GHz에서 7,500 MIPS || 5.0 || 2.5 || 2009 ||
|-
| AMD Phenom II X4 940 Black Edition || 3에서 42,820 MIPS || 14.3 || 3.5 || 2009 ||
|-
| AMD Phenom II X6 1100T || 3.3GHz에서 78,440 MIPS || 23.7 || 3.9 || 2010 ||
|-
| 인텔 코어 i7 Extreme Edition 980X (6-core) || 3.33GHz에서 147,600 MIPS || 44.7 || 7.46 || 2010 ||
|-
| ARM Cortex A5 || 800MHz에서 1,256 MIPS || 1.57 || 1.57 || 2011 ||
|-
| ARM Cortex A7 || 1.5GHz에서 2,850 MIPS || 1.9 || 1.9 || 2011 ||
|-
| Qualcomm Krait (Cortex A15-like, 2-core) || 1.5GHz에서 9,900 MIPS || 6.6 || 3.3 || 2011 ||
|-
| AMD E-350 (2-core) || 1.6GHz에서 10,000 MIPS || 6.25 || 3.125 || 2011 ||
|-
| Nvidia Tegra 3 (Quad core Cortex-A9) || 1.5GHz에서 13,800 MIPS || 9.2 || 2.5 || 2011 ||
|-
| Samsung Exynos 5250 (Cortex-A15-like 2-core) || 2에서 14,000 MIPS || 7.0 || 3.5 || 2011 ||
|-
| 인텔 코어 i5-2500K 4-core || 3.3GHz에서 83,000 MIPS || 25.152 || 6.288 || 2011 ||
|-
| 인텔 코어 i7 875K || 2.93GHz에서 92,100 MIPS || 31.4 || 7.85 || 2011 ||
|-
| AMD FX-8150 (8-core) || 3.6GHz에서 90,749 MIPS || 25.2 || 3.15 || 2011 ||
|-
| 인텔 코어 i7 2600K || 3.4GHz에서 117,160 MIPS || 34.45 || 8.61 || 2011 ||
|-
| 인텔 코어 i7 Extreme Edition 3960X (6-core) || 3.3GHz에서 176,170 MIPS || 53.38 || 8.8