Boost op een enkele CPU-kern: hoe werkt het?

Processorontwerpers bedenken nieuwe trucs om het meeste uit hun nieuwe architecturen te halen, waaronder het verhogen van de kloksnelheid van een enkele kern tot boven de gemeenschappelijke limiet van de gehele CPU. Dit wordt een single-core boost genoemd en we gaan in dit bericht uitleggen waaruit het bestaat en welke voordelen het voor uw pc's oplevert.

De meest veteraan zal zich de jaren herinneren waarin processors single-core waren en niet meer dan één thread konden draaien, het was de tijd dat de race voor de grootste hoeveelheid MHz eerst GHz later was, totdat ze niet meer konden stijgen voor fysieke beperkingen en moest overstappen naar multi-core.

Boost op een enkele CPU-kern

Een kenmerk dat we gaan zien in de nieuwe CPU's is de single-core boost, die erin bestaat dat een enkele core van een multicore-processor een hogere kloksnelheid bereikt dan die van de boost voor verschillende cores, allemaal dankzij de mogelijkheid om ontkoppel de rest van de CPU-kernen, verlaag hun kloksnelheid of zorg ervoor dat ze de boost-snelheid niet kunnen bereiken.

Single core boost, herverdeling van CPU-vermogen

Boost solo nucleo

De kloksnelheid die een processor kan bereiken, hangt af van de hoeveelheid energie die ervoor beschikbaar is, maar CPU's hebben vallen om het energieverbruik beter te optimaliseren, hoewel de meeste gebaseerd zijn op het altijd kunnen loskoppelen van ongebruikte delen van de processor, zodat ze geen energie verbruiken terwijl niks doen.

Op kernelniveau hebben veel ontwerpen die met meerdere threads kunnen werken de neiging om bepaalde instructies uit te voeren door gebruik te maken van de duplicatie van de eenheid van bepaalde delen van de besturingseenheid om onenigheid te voorkomen en de prestaties te verbeteren, maar in andere ontwerpen is dit niet het geval en schakelt SMT of Hyperthreading uit om de kloksnelheid te verhogen.

Volgens dezelfde principes is het mogelijk om alle kernen behalve één volledig te deactiveren en zelfs de SMT of Hypethreading ervan te verwijderen, zodat de kloksnelheid van een enkele kern zo hoog mogelijk is.

Wat voegt het toe aan de totale processorprestaties?

CPU-communicatie

Er zijn veel benchmarks die de prestaties van een enkele CPU-kern meten, deze benchmarks worden niet gebruikt om de absolute prestaties van de CPU te evalueren en zijn ook niet gebaseerd op realistische scenario's. Ze dienen ons gewoon op een vergelijkende manier om te weten hoe de ene architectuur is geëvolueerd ten opzichte van de andere, waarbij ze kern voor kern worden vergeleken.

In de programma's die op de markt bestaan, omdat de consumenten jarenlang over verschillende kernen beschikken, zijn de meeste programma's ontworpen om meestal parallel te werken, maar er moet rekening mee worden gehouden dat de programma's een deel hebben dat kan worden parallelized en een andere die dat niet kan.

Ley Amdahl

Als we aandacht besteden aan de wet van Amdahl, zal de uitvoeringstijd van elk van de parallelliseerbare delen van de code afnemen door meer kernen toe te voegen, maar er is een deel van de code dat serieel is en daarom niet parallel kan worden uitgevoerd, dat deel van de code. programma's zijn afhankelijk van de snelheid van een enkele kern.

Als we alle cores behalve één uitschakelen, wordt de code die parallel werkt negatief beïnvloed, maar als we de basissnelheid in alle cores behouden en een boost of een klein voordeel toepassen in een van hen, dan zal het deel van de code die serieel binnen het programma wordt uitgevoerd, wordt versneld, waardoor de systeemprestaties toenemen.

Is single-core boost hetzelfde als big.LITTLE?

groot.KLEIN diagram

Hoewel het ons misschien doet denken aan het big.LITTLE-concept van bepaalde low-power-kernen, is het niet hetzelfde, aangezien in dit concept het idee is om een ​​low-power-kern te gebruiken om bepaalde instructies uit te voeren, die eenvoudig genoeg zijn om te doen. onmogelijk om het te optimaliseren. meer in termen van verbruik binnen een kern, dus het gebruik van een eenvoudigere kern wordt aanbevolen om het energieverbruik te verminderen.

In "big.LITTLE" wordt de kloksnelheid van de kernen niet verhoogd of verlaagd, maar wordt de kern die het programma of een deel van het programma uitvoert gewijzigd, dus in een processor met dit type ontwerp hebben we een heterogene vorming van kernen, terwijl de single-core-gecentreerde snelheidsboost kan optreden in zowel homogene als heterogene reeksen kernen.

Aangezien de kloksnelheid echter rechtstreeks verband houdt met de spanning in het stroomverbruik, kunnen we veilig concluderen dat het verhogen van de kloksnelheid van een kern in tegenstelling tot de "bit.LITTLE" geen manier is om het stroomverbruik van de processor te besparen.