La Ley de Amdahl. expresa la ley de rendimientos decrecientes: la mejora incrementar en la aceleración conseguida por una mejora adicional en el rendimiento de una parte del cálculo disminuye tal como se van añadiendo mejoras. Un corolario importante de la Ley de Amdahl es que si una mejora sólo es utilizable por una fracción de una tarea, no podemos aumentar la velocidad de la tarea más que el recíproco de 1 menos esa fracción. Un error común al aplicar la Ley de Amdahl es confundir «fracción de tiempo convertido para utilizar una mejora» y «fracción de tiempo después de que se utiliza la mejora». Si, en lugar de medir el tiempo que podría utilizar la mejora en un cálculo, midiésemos el tiempo después que se ha utilizado la mejora, los resultados serían incorrectos. La Ley de Amdahl puede servir como guía para ver cómo una mejora aumenta el rendimiento y cómo distribuir los recursos para mejorar la relación costo/rendimiento. El objetivo, claramente, es emplear recursos de forma proporcional al tiempo que se requiere en cada parte. Rendimiento del CPU: La mayoría de las computadoras se construyen utilizando un reloj que funciona a una frecuencia constante. Estos eventos discretos de tiempo se denominan pulsos, pulsos de reloj, períodos de reloj, ciclos o ciclos de reloj. Los diseñadores de computadoras referencian el tiempo de un período de reloj por su duración (por ejemplo, 10 ns) o por su frecuencia (por ejemplo, 100 MHz). El tiempo de CPU para un programa puede expresarse entonces de dos formas: Tiempo de CPU = Ciclos de reloj de CPU para un programa x Duración del ciclo de reloj Además del número de ciclos de reloj para ejecutar un programa, también podemos contar el número de instrucciones ejecutadas - la longitud del camino de instrucciones o el recuento de instrucciones (IC, instruction count). Si conocemos el número de ciclos de reloj y el recuento de instrucciones podemos calcular el número medio de ciclos de reloj por instrucción (CPI): Esta medida del rendimiento del CPU proporciona una nueva percepción en diferentes estilos de repertorios de instrucciones e implementaciones. Al transponer el IC en la fórmula anterior, los ciclos de reloj pueden definirse como ICCPI. Esto nos permite utilizar el CPI en la fórmula del tiempo de ejecución: Tiempo de CPU = IC x CPI x Duración del ciclo de reloj o también : Como demuestra esta fórmula, el rendimiento del CPU depende de tres características: ciclo de reloj (o frecuencia), ciclos de reloj por instrucción (CPI), y recuento de instrucciones (IC). No se puede cambiar ninguna de ellas sin tener en cuenta las demás, ya que las tecnologías básicas involucradas al cambiar una característica también son interdependientes: Frecuencia de reloj - Tecnología hardware y organización CPI - Organización y arquitectura a nivel lenguaje máquina IC - Arquitectura del nivel lenguaje máquina y tecnología de compiladores.