電験三種 R5年度上期 機械 問18 問題と解説

　問 題　　　　　

図は、マイクロプロセッサの動作クロックを示す。マイクロプロセッサは動作クロックと呼ばれるパルス信号に同期して処理を行う。

また、マイクロプロセッサが1命令当たりに使用する平均クロック数をCPIと呼ぶ。1クロックの周期T[s]をサイクルタイム、1秒当たりの動作クロック数fを動作周波数と呼ぶ。

次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a)　2.5GHzの動作クロックを使用するマイクロプロセッサのサイクルタイムの値[ns]として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. 0.0004
2. 0.25
3. 0.4
4. 250
5. 400

(b)　CPI＝4のマイクロプロセッサにおいて、1命令当たりの平均実行時間が0.02μsであった。このマイクロプロセッサの動作周波数の値[MHz]として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. 0.0125
2. 0.2
3. 12.5
4. 200
5. 12500

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

(a)

周期T[s]と周波数f[Hz]は逆数の関係があるので、次の(1)式が成り立ちます。

上式を使うと、サイクルタイム(1クロックの周期T)は次の(2)式に示すように計算することができます。なお、G(ギガ)は10の9乗、n(ナノ)は10の-9乗である点に注意してください。

よって、正解は(3)となります。

(b)

動作周波数が問われているので、つまりは1秒あたりの動作クロック数f[Hz]を答える問題です。よって、1クロックの周期T[s]がわかれば設問(a)と同様の計算式でf[Hz]を計算することができます。

CPI＝4ということは、4クロックに掛かる時間が0.02[μs]なので、1クロックに掛かる時間(=周期T)は次の(3)式のようになります。

よって、問われているf[Hz]は、以下のように求めることができます。

以上から、正解は(4)となります。