Boost på en enkelt CPU-kerne: Hvordan fungerer det?

Processordesignere kommer med nye tricks for at få mest muligt ud af deres nye arkitekturer, hvoraf den ene er at øge klokkehastigheden for en enkelt kerne over den fælles grænse for hele CPU. Dette kaldes en single-core boost, og vi vil forklare i dette indlæg, hvad det består af, og hvilke fordele det bringer til dine pc'er.

Den mest veteran vil huske de år, hvor processorer var single-core og ikke kunne køre mere end en tråd, det var på det tidspunkt, hvor løbet var for den største mængde MHz første GHz senere, indtil de ikke kunne gå mere op til fysisk begrænsninger og måtte flytte til multi-core.

Boost på en enkelt CPU-kerne

En funktion, som vi skal se i de nye CPU'er, er single-core boost, som består i, at en enkelt kerne i en multicore-processor når en højere klokkehastighed end boostet for flere kerner, alt sammen takket være at kunne afbryd resten af ​​CPU-kernerne, sænk deres klokkehastighed eller få dem til ikke at være i stand til at nå boosthastigheden.

Single core boost, omfordeling af CPU-effekt

Boost solo nucleo

Clockhastigheden, som en processor kan nå, afhænger af mængden af ​​tilgængelig energi til den, men CPU'er har fælder, der bedre optimerer energiforbruget, selvom de fleste er baseret på at kunne afbryde ubrugte dele af processoren altid, så de ikke bruger energi, mens laver ingenting.

På kerneniveau har mange designs, der kan arbejde med flere tråde, en tendens til at udføre bestemte instruktioner, der udnytter duplikering af enheden af ​​visse dele af kontrolenheden for at undgå stridigheder og øge ydeevnen, men i andre designs er dette ikke tilfældet og gør deaktivering af SMT eller hyperthreading for at øge urets hastighed.

Under de samme principper er det muligt at deaktivere alle kerner undtagen en fuldstændig og endda fjerne SMT eller hypetråd fra den, så en hastighed på en enkelt kerne er så høj som muligt.

Hvad føjer det til den samlede processorydelse?

CPU-kommunikation

Der er mange benchmarks, der måler ydeevnen for en enkelt CPU-kerne, disse benchmarks bruges ikke til at evaluere CPU's absolutte ydeevne og er heller ikke baseret på realistiske scenarier. De tjener os simpelthen på en sammenlignende måde for at vide, hvordan en arkitektur har udviklet sig i forhold til en anden og sammenligner kerne for kerne.

I de programmer, der findes på markedet, for i årevis, hvor forbrugerne har til rådighed flere kerner, er de fleste af programmerne designet til at arbejde parallelt det meste af tiden, men det skal tages i betragtning, at programmerne har en del, der kan paralleliseret og en anden, der ikke kan.

Ley Amdahl

Hvis vi er opmærksomme på Amdahls lov, vil udførelsestiden for hver af de paralleliserbare dele af koden falde ved at tilføje flere kerner, men der er en del af koden, der er seriel og kan derfor ikke udføres parallelt, den del af koden programmer afhænger af hastigheden på en enkelt kerne.

Hvis vi slukker alle kernerne undtagen en, vil koden, der fungerer parallelt, blive påvirket negativt, men hvis vi opretholder basishastigheden i alle kernerne og anvender et boost eller en lille fordel i en af ​​dem, så er den del af kode, der kører serielt inden for programmet, vil blive hurtigere og derved øge systemydelsen.

Er single-core boost det samme som big.LITTLE?

stort.LILLE Diagram

Selvom det måske minder os om det store LITTLE-koncept for visse kerner med lav effekt, er det ikke det samme, da ideen i dette koncept er at bruge en kerne med lav effekt til at udføre bestemte instruktioner, som er enkle nok til at det er umuligt at optimere det. mere med hensyn til forbrug inden for en kerne, så det anbefales at bruge en enklere kerne til at reducere energiforbruget.

I “big.LITTLE” øges eller formindskes urets hastighed ikke, men snarere ændres kernen, der udfører nævnte program eller en del af programmet, så i en processor med denne type design har vi en heterogen dannelse af kerner, mens den enkeltkerne-centrerede hastighedsforøgelse kan forekomme i både homogene og heterogene sæt kerner.

Men da klokkehastigheden er direkte bundet til spændingen i strømforbruget, kan vi med sikkerhed konkludere, at hævning af kernehastigheden for en kerne i modsætning til “bit.LITTLE” ikke er en måde at spare processorens strømforbrug på.