MIPS

MIPSとは？

MIPS（ミップス）とは、Million Instructions Per Second（100万命令/秒）の略で、コンピュータの処理速度を表す単位です。

コンピュータは、プログラムを「命令」の集まりとして実行します。 例えば、「2つの数を足す」「データをメモリに保存する」といった1つ1つの処理が「命令」です。

MIPSは、1秒間に何百万回の命令を実行できるかを表します。

下の枠は、プログラミングの画面（ターミナル）をイメージした表示です。数値や式を「画面に出る形」で見せることで、現場で使われるツールに近い形で理解できます。

MIPSの例:

1 MIPS  = 1秒間に 100万回 命令を実行
10 MIPS = 1秒間に 1000万回 命令を実行
100 MIPS = 1秒間に 1億回 命令を実行

なぜこの単位が必要なのでしょうか？

それは、コンピュータの処理速度を比較するためです。 10MIPSのコンピュータと100MIPSのコンピュータでは、 100MIPSの方が10倍速く処理を終えることができます。

命令実行速度の意味を体験しよう

「命令実行が速い」とは、具体的にどういうことでしょうか？ 下のデモで、1MIPS、10MIPS、100MIPSの速度の違いを体験してみましょう。

平均命令実行時間との関係

MIPSは「1秒間に何回命令を実行できるか」を表しますが、 逆に「1つの命令を実行するのに何秒かかるか」を計算することもできます。

この「1つの命令を実行するのにかかる時間」を平均命令実行時間と呼びます。

計算式（シンプル）:
平均命令実行時間（マイクロ秒） = 1 ÷ MIPS値

例: 10 MIPS → 1 ÷ 10 = 0.1 マイクロ秒（μs）

なぜこれでよいか:
MIPSは「100万回/秒」の単位。1命令の時間 = 1秒 ÷ (MIPS×100万) = 10⁻⁶/MIPS 秒。
10⁻⁶ 秒 = 1マイクロ秒なので、答は「1/MIPS マイクロ秒」で表せる。

なぜマイクロ秒を使うのか？

上の例を見てください。10MIPSの場合、1命令あたりの実行時間は「0.0000001秒」になります。

この数値はとても小さくて読みにくいですよね。 そこで、マイクロ秒（μs）という単位を使います。

マイクロ秒は「100万分の1秒」なので、上の例は「0.1マイクロ秒」と表現できます。 これなら分かりやすいですね！

計算デモ

下のデモでは、MIPSと平均命令実行時間を相互に変換できます。 MIPSを入力すると平均命令実行時間が自動で出ます。逆に平均命令実行時間を入力するとMIPSが出ます。 どちらかの入力欄を変えると、もう一方が自動で更新されます。

単位の階段デモ：なぜマイクロ秒は10のマイナス6乗？

平均命令実行時間を計算するとき、「2マイクロ秒」と言われても、「マイクロ秒って10のマイナス何乗だっけ？」と混乱しますよね。

ここでは、ミリ・マイクロ・ナノ・ピコの単位を「階段を降りる」イメージで理解しましょう。

階段デモ

キロ（k）から始めて、1000倍ずつ小さくなる階段を降りていきます。

なぜマイクロは10のマイナス6乗？

階段を見ると分かりますが、マイクロ（μ）は「基本単位から3段階下」にあります。

• 基本単位：10⁰ = 1
• ミリ（m）：10⁻³ = 1/1000（1段階下）
• マイクロ（μ）：10⁻⁶ = 1/1,000,000（2段階下）

つまり、ミリ（10⁻³）からさらに1000倍小さくなる（10⁻³）と、マイクロ（10⁻⁶）になります。

計算:
10⁻³ × 10⁻³ = 10⁻⁶

言葉で言うと:
「ミリ」のさらに1000分の1 = 「マイクロ」

日常生活での例

単位の階段は、日常生活でもよく使われています。

• 長さ：km（キロメートル）→ m（メートル）→ mm（ミリメートル）
• 周波数：GHz（ギガヘルツ）→ MHz（メガヘルツ）→ kHz（キロヘルツ）
• 時間：秒 → ms（ミリ秒）→ μs（マイクロ秒）→ ns（ナノ秒）

コンピュータの世界では、処理速度が非常に速いため、 マイクロ秒（μs）やナノ秒（ns）といった小さな単位がよく登場します。

まとめ

MIPSを理解するための3つの柱を押さえましょう。

• ① MIPSとは：1秒間に何百万回の命令を実行できるかを表す単位。値が大きいほど速い。
• ② 平均命令実行時間との関係：1 ÷ MIPS値 = 平均命令実行時間（マイクロ秒）。デモで相互変換を確認できる。
• ③ なぜマイクロ秒か：1命令の時間は非常に小さいため、マイクロ秒（10⁻⁶秒）で表す。ミリ→マイクロ→ナノと1000倍ずつ小さくなる階段を覚える。