Was sagen wir wirklich, wenn ein Prozessor schneller ist als ein anderer? Es gibt viele Mythen und Irrtümer, wenn man eine solche Aussage so leichtfertig macht. Das Verständnis eines solchen grundlegenden Konzepts kann jedoch verwirrend sein, insbesondere angesichts der Existenz von Der MHz-Mythos.
Der Benutzer ohne Wissen kann zwei identische Prozessoren in Bezug auf ihre grundlegenden Spezifikationen finden. Gleiche Anzahl Kerne, gleiche Taktrate gemessen in MHz oder GHz. An dieser Stelle geht es angesichts der enormen Anzahl an Modellen auf dem Markt verloren, weil die Informationen nicht verstanden werden.
Wann ist ein Prozessor schneller?
Wenn mehrere Faktoren gegeben sind, vor allem aber drei: Architektur, Taktrate und Anzahl der Kerne . Obwohl im Allgemeinen der erste normalerweise ignoriert wird, da er nicht quantifizierbar ist. Was zu Verwirrung darüber führt, wie schnell ein Prozessor ist.
Wir neigen dazu zu glauben, dass die Geschwindigkeit eines Prozessors durch die Taktfrequenz gekennzeichnet ist, obwohl die Anzahl der Impulse pro Sekunde gekennzeichnet ist. Heute sind sowohl a CPU und einem GPU in Etappen arbeiten, um eine Programmanweisung auszuführen. Je nach Art des Unterrichts variiert auch die Anzahl der Stufen. Stellen Sie sich das in einer Fabrik vor, in der sich jedes der Elemente des Fließbands mit der Geschwindigkeit eines Uhrstrichs bewegt.
Das heißt, wenn sich die erste Anweisung in der zweiten Stufe befindet, tritt die zweite in die erste ein und so weiter, bis die erste aufgelöst ist. Es wird versucht, die durchschnittliche Anzahl von Anweisungen zu messen, die pro Taktzyklus abgeschlossen werden. Der schnellste Prozessor wird derjenige mit der höchsten Zahl von allen sein. Offensichtlich hilft eine bessere Taktrate und eine höhere Anzahl von Kernen. Obwohl nicht alle 110-PS-Autos gleich schnell sind, sind nicht alle 3-GHz-CPUs gleich schnell.
Engpass
Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass diese Messungen nicht immer ganz genau sind, da wir die folgenden drei Probleme finden können, die sich auf die Geschwindigkeit des Prozessors auswirken.
- Die für die Lösung bestimmter Aufgaben zuständigen Einheiten sind ganz oder teilweise besetzt.
- Die von einem oder mehreren Befehlen benötigten Daten werden nicht in den nächsten Registern oder Caches gefunden. Es gibt also eine zusätzliche Verzögerung.
- Das Programm verfügt über eine spezifische Auswahl an Anweisungen, die diesem Prozessormodell schaden oder nützen.
Der problematischste Engpass ist der Speicher , da sich die Geschwindigkeit nicht auf die gleiche Weise entwickelt hat, musste der Cache-Speicher-Patch auf verschiedenen Ebenen gezogen werden. Ursprünglich war dies einstufig, aber da die Latenz zwischen CPU und RAM hat sich erhöht neue Stufen wurden hinzugefügt. Vor einigen Jahren war es undenkbar, dass ein Prozessor 3 Cache-Ebenen hat, heute ist es eine allgemeine Regel, sogar in Grafikchips oder GPUs. Nicht überraschend, AMDDie RDNA 2-Architektur von auf dem PC verwendet bereits den L3-Cache.
Ein weiteres Problem ist das Konkurrenzproblem, das auftritt, wenn zwei Befehle, die parallel arbeiten, dieselben Prozessorressourcen gemeinsam nutzen müssen. Während des Entwurfs eines Prozessors, um Platz und Transistoren zu sparen, kommt es vor, dass einige Befehle Ressourcen gemeinsam nutzen und kombinieren, wobei sie gleichzeitig davon ausgehen, dass sie in mehr Zyklen als gewöhnlich aufgelöst werden. Beim Design einer CPU achten Ingenieure darauf, dass dieses Problem bei den gängigsten Befehlskombinationen nicht auftritt.
