效能鐵律（iron law of performance）

當有人問為何一台機器感覺比另一台快，誠實的答案不是單一數字，而是一條拒絕被作弊的小方程式——這正是它被稱為「鐵律」的原因。它說：跑完一支程式的時間，等於它執行了多少條指令，乘以每條指令平均花多少個時脈週期，再乘以每個時脈週期持續多久。三個因素相乘。想要更快，你必須縮小其中一個而不讓其他膨脹。

用符號寫，處理器時間 = 指令數 乘以 每指令週期數（CPI） 乘以 時脈週期時間。指令數主要由程式、編譯器與 ISA 決定。CPI——每條指令平均所需的週期——由微架構決定（管線化與快取把它壓低；快取未命中與停頓把它推高）。時脈週期時間是時脈頻率的倒數。給個感覺：10 億條指令，平均每條 1.5 個週期，每週期 0.5 奈秒，得到 0.75 秒的處理器時間。

效能鐵律是誠實思考速度的脊骨，它也解釋了為何那麼多「一個數字」的宣稱會誤導人。時脈更快只縮小第三個因素，可能被更差的 CPI 抵銷；一個聰明的編譯器減少指令數，即使時脈不變也有幫助；一個降低 CPI 的快取，完全不碰時脈也有幫助。本領域裡幾乎每個效能概念，其實都是在攻打這三項中的某一項——把這條方程式記在心裡，整個主題的其餘部分就會清晰對焦。