MIPSとは
MIPS(ミップス)とは、「Million Instructions Per Second」の頭文字をとった言葉で、コンピュータの処理能力(特にCPUの計算速度)を評価するための指標の一つです。「1秒間に何百万回の命令を実行できるか」を表します。例えば、1MIPSのコンピュータは1秒間に100万回の命令を処理でき、100MIPSであれば1秒間に1億回(100×100万回)の命令を処理できます。コンピュータ同士の単純な処理速度の比較に用いられますが、コンピュータによって1つの命令で実行できる処理の重さが異なるため、現在ではMIPS値だけで単純に性能を比較することは少なくなっています。
具体例
処理速度の算出方法の例です。あるCPUが10秒間で合計5億回の命令を実行できたとします。この場合、1秒間あたりの命令実行回数は5000万回(5億÷10秒)となります。1MIPSは100万回なので、5000万回を100万で割ることで、このCPUの性能は「50MIPS」であると計算できます。
もう少し詳しく
MIPS(ミップス)は「Million Instructions Per Second」の略称で、コンピュータやCPUの処理能力を示す古典的かつ代表的な性能指標の一つです。直訳すると「1秒間に何百万個の命令を実行できるか」という意味になります。例えば、1MIPSの性能を持つプロセッサは1秒間に100万回の命令を実行することができ、10MIPSであれば1秒間に1000万回の命令を実行できることになります。
コンピュータの黎明期から発展期にかけては、異なるメーカーのコンピュータ同士の性能を比較するための分かりやすい統一指標として、MIPS値が非常に重宝されていました。「この新しいパソコンは前のモデルよりMIPS値が2倍高いから速い」といった具合に、性能向上をアピールするためのカタログスペックとして広く使われていたのです。
しかし、現代のコンピュータシステムにおいては、MIPSという指標単独でプロセッサの性能を正確に比較することは非常に難しくなっています。その最大の理由は、CPUの設計思想(アーキテクチャ)によって「1つの命令が持つ意味や、処理の重さ」が全く異なるためです。例えば、単純な命令を大量に素早く実行する設計のCPU(RISC型)と、複雑で高度な処理を1つの命令でこなす設計のCPU(CISC型)を比較した場合、RISC型の方が1秒あたりの実行命令数(MIPS値)は高くなりやすい傾向があります。しかし、CISC型のCPUは1回の命令で多くの仕事を終えているため、実際のアプリケーションを動かした際にかかる時間は、MIPS値の低いCISC型の方が短いという逆転現象が起こり得るのです。
このように「実行した命令の数」だけで実際の仕事量を測ることの限界が明らかになったため、現在ではMIPS値はあくまで参考値の一つとして扱われています。代わりに、実際のソフトウェアを動かした際の処理時間を計測する「ベンチマークテスト」のスコアや、科学技術計算で重要となる浮動小数点演算の性能を示す「FLOPS(フロップス)」といった、より実態に即した指標が総合的な性能評価において重視されるようになっています。
試験でのポイント
基本情報技術者試験では、MIPSに関する計算問題が定番中の定番として必ずと言っていいほど出題されます。最も基本的なパターンは、「クロック周波数」と「CPI(1命令あたりの平均クロック数)」が与えられ、そこからMIPS値を導き出すというものです。
計算の手順は以下の通りです。まず、クロック周波数をCPIで割ることで「1秒間に実行できる命令の総数」を求めます。次に、その求めた数値を 1,000,000(100万)で割ることで、単位を「MIPS」に変換します。例えば、クロック周波数が1GHz(1,000,000,000Hz)で、CPIが4のCPUの場合、1秒間の命令実行数は 1,000,000,000 ÷ 4 = 250,000,000 回となります。これを100万で割るので、答えは「250 MIPS」となります。この一連の計算フローは確実にマスターしておきましょう。
また、文章問題としては、「MIPSは命令の実行回数を示すものであり、命令の複雑さ(アーキテクチャの違い)が異なるCPU同士の単純な性能比較には適さない場合がある」というMIPSの弱点や性質について問われることがあります。「MIPS値が高ければ、どんなプログラムでも必ず実行時間が短くなる」といった誤った選択肢を見抜けるように、本質的な意味を理解しておくことが重要です。
関連する用語
関連する用語として、CPUの動作のテンポを示す「クロック周波数」、1命令の実行に必要なクロック数を表す「CPI」、科学技術計算などで用いられる浮動小数点演算の性能指標である「FLOPS」などがあります。