理想 CPI が1のパイプラインプロセッサで、命令キャッシュのミス率が2%、データキャッシュのミス率が5%、ミスペナルティが100クロックである。ロード/ストア命令が全命令の30%を占めるとき、キャッシュミスを考慮した実効 CPI はいくらか。

解説

正解は「4.5」です。すべての命令は命令キャッシュから取り出されるので、1命令あたりの命令キャッシュのミスによる損失は $0.02\times 100=2$ クロックです。データキャッシュにアクセスするのはロード/ストア命令だけなので、損失は $0.3\times 0.05\times 100=1.5$ クロックです。理想 CPI に加えて $1+2+1.5=4.5$ となり、ミスペナルティの影響の大きさが分かります。「3.0」は命令キャッシュのミスだけを考慮した値です。「8.0」は、全命令がデータキャッシュにアクセスすると考え、30%を掛け忘れた値です。「2.5」はデータキャッシュのミスだけを考慮した値です。