算力理解MIPS/DMIPS/MFLOPS/TOPS

参考：各种芯片简述以及算力解释
　　　不要太较真自动驾驶算力（TOPS）

一、CPU计算性能指标

现在随着计算机使用了多级流水线结构，取指、译码、执行等并行方式，单纯使用频率确定性能不太合理，所以采用计算性能来测定CPU性能比较合理，主要有MIPS，DMIPS和FLOPS三个主要概念。

1. MIPS

MIPS（Million Instructions Per Second）：字面理解为百万条指令/秒，即每秒执行百万级指令数。这是衡量CPU速度的一个指标。像是一个Intel 80386 电脑可以每秒处理3百万到5百万机器语言指令，即我们可以说80386是3到5MIPS的CPU。MIPS只是衡量CPU性能的指标。

CPU执行指令
程序编译和运行过程中，代码会经过编译器转化成机器可以理解的指令。CPU每个指令周期分为取指令、指令译码、指令执行三个过程，只有在指令执行时才真正有效，在取指令和指令译码时，CPU时间是白白浪费的，而同样的运算在不同架构不同指令集需要的指令数也不一样。

除了 Instruction Cycle 这个指令周期，在 CPU 里面我们还会提到另外两个常见的 Cycle。一个叫 Machine Cycle，机器周期或者 CPU 周期。CPU 内部的操作速度很快，但是访问内存的速度却要慢很多。每一条指令都需要从内存里面加载而来，所以我们一般把从内存里面读取一条指令的最短时间，称为 CPU 周期。
还有一个是Clock Cycle，也就是时钟周期以及我们机器的主频。一个 CPU 周期，通常会由几个时钟周期累积起来。一个 CPU 周期的时间，就是这几个 Clock Cycle 的总和。
对于一个指令周期来说，我们取出一条指令，然后执行它，至少需要两个 CPU 周期。取出指令至少需要一个 CPU 周期，执行至少也需要一个 CPU 周期，复杂的指令则需要更多的 CPU 周期。
从上图可以看出，时钟周期是固定的，但是每个指令执行用时不同，所以需要提高CPU执行效率。
当前提升CPU性能的方法有：流水线技术、流水线冒险/预测、超标量Superscalar、超长指令字设计VLIW、单指令多数据流SIMD等技术(将来慢慢介绍)。尤其是SIMD 技术，是一种“指令级并行”的加速方案，或者说是一种“数据并行”的加速方案。在处理向量计算的情况下，同一个向量的不同维度之间的计算是相互独立的。而CPU 里的寄存器，又能放得下多条数据。于是，我们可以一次性取出多条数据，交给 CPU 并行计算。