Øk på en enkelt CPU-kjerne: Hvordan fungerer det?

Prosessordesignere kommer med nye triks for å få mest mulig ut av sine nye arkitekturer, hvorav den ene er å øke klokkehastigheten til en enkelt kjerne over den vanlige grensen for hele prosessor. Dette kalles en single-core boost, og vi skal forklare i dette innlegget hva det består av og hvilke fordeler det gir PCene dine.

Den mest veteranen vil huske årene prosessorer var enkeltkjerne og ikke kunne kjøre mer enn en tråd, det var tiden da løpet var for den største mengden MHz først GHz senere, til de ikke kunne gå opp mer for fysisk begrensninger og måtte flytte til flerkjerner.

Boost på en enkelt CPU-kjerne

En funksjon som vi skal se i de nye CPUene er enkeltkjerneforsterkningen, som består i at en enkelt kjerne til en flerkjerneprosessor når høyere klokkehastighet enn boosten for flere kjerner, alt takket være å kunne koble fra resten av CPU-kjernene, senk klokkehastigheten eller føre til at de ikke kan nå boosthastigheten.

Single core boost, omfordeling av CPU-kraft

Øk solo nucleo

Klokkehastigheten som en prosessor kan nå, avhenger av hvor mye energi som er tilgjengelig for den, men prosessorer har feller for å bedre optimalisere energiforbruket, selv om de fleste er basert på å kunne koble fra ubrukt deler av prosessoren alltid slik at de ikke bruker energi mens gjør ingenting.

På kjernenivå har mange design som kan fungere med flere tråder en tendens til å utføre visse instruksjoner ved å dra nytte av duplisering av enheten til visse deler av kontrollenheten for å unngå strid og øke ytelsen, men i andre design er dette ikke tilfelle og gjør deaktivering av SMT eller Hyperthreading for å øke klokkehastigheten.

Under de samme prinsippene er det mulig å deaktivere alle kjernene unntatt en helt og til og med fjerne SMT eller Hypethreading fra den, slik at klokkehastigheten til en enkelt kjerne er så høy som mulig.

Hva legger det til den totale prosessorytelsen?

CPU-kommunikasjon

Det er mange referanser som måler ytelsen til en enkelt CPU-kjerne. Disse referansene brukes ikke til å evaluere CPU-ens absolutte ytelse og er heller ikke basert på realistiske scenarier. De tjener oss ganske enkelt på en komparativ måte for å vite hvordan en arkitektur har utviklet seg i forhold til en annen, og sammenligner kjerne for kjerne.

I programmene som finnes i markedet, fordi i mange år at forbrukere har tilgjengelig flere kjerner, er de fleste programmene designet for å fungere parallelt mesteparten av tiden, men det må tas i betraktning at programmene har en del som kan parallellisert og en annen som ikke kan.

Ley Amdahl

Hvis vi tar hensyn til Amdahls lov, vil utførelsestiden til hver av de parallelliserbare delene av koden reduseres ved å legge til flere kjerner, men det er en del av koden som er seriell og derfor ikke kan utføres parallelt, den delen av koden programmene avhenger av hastigheten til en enkelt kjerne.

Hvis vi slår av alle kjernene unntatt en, vil koden som fungerer parallelt påvirkes negativt, men hvis vi opprettholder basishastigheten i alle kjernene og bruker et løft eller en liten fordel i en av dem, blir den delen av koden som kjøres serielt i programmet, vil øke hastigheten, og dermed øke systemytelsen.

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

stort.LITT Diagram

Selv om det kan minne oss om det store LITTLE konseptet med visse kjerner med lav effekt, er det ikke det samme, siden ideen i dette konseptet er å bruke en kjerne med lav effekt til å utføre visse instruksjoner, som er enkle nok til at det er umulig å optimalisere det. mer når det gjelder forbruk innenfor en kjerne, så bruk av en enklere kjerne anbefales for å redusere energiforbruket.

I “big.LITTLE” økes eller reduseres ikke klokkehastigheten til kjernene, men kjernen som utfører nevnte program eller en del av programmet endres, så i en prosessor med denne typen design har vi en heterogen formasjon av kjerner, mens den enkeltkjernesentrerte hastighetsforsterkningen kan forekomme i både homogene og heterogene sett med kjerner.

Men siden klokkehastigheten er direkte knyttet til spenningen i strømforbruket, kan vi trygt konkludere med at å øke klokkehastigheten til en kjerne i motsetning til “bit.LITTLE” ikke er en måte å spare prosessorens strømforbruk på.