O que estamos realmente dizendo quando um processador é mais rápido que outro? Existem muitos mitos e falácias ao fazer tal afirmação de forma tão leve. No entanto, entender um conceito tão básico pode ser confuso, especialmente devido à existência de o mito do MHz.
O usuário sem conhecimento pode encontrar dois processadores idênticos em termos de suas especificações básicas. Mesmo número de núcleos, mesma velocidade de clock medida em MHz ou GHz. É neste ponto que, dado o enorme número de modelos existentes no mercado, perde-se por não compreender a informação.
Quando um processador é mais rápido?
Quando vários fatores são dados, mas especialmente há três: arquitetura, velocidade de clock e número de núcleos . Embora em geral o primeiro seja geralmente ignorado devido ao fato de não ser quantificável. O que leva à confusão sobre o quão rápido é um processador.
Costumamos pensar que a velocidade de um processador é marcada pela velocidade do clock, quando o que está marcado é o número de pulsos que são feitos por segundo. Hoje, tanto um CPU e de um GPU trabalhar em etapas para executar uma instrução de programa. Além disso, dependendo do tipo de instrução, o número de estágios varia. Pense nisso em uma fábrica onde cada um dos elementos da linha de montagem se move na velocidade de um tique-taque de relógio.
Ou seja, quando a primeira instrução está no segundo estágio, a segunda entra na primeira e assim sucessivamente até que a primeira seja resolvida. O que se busca é medir o número médio de instruções que são completadas por ciclo de clock. O processador mais rápido será aquele com o valor mais alto de todos. Obviamente, ter uma melhor velocidade de clock e um número maior de núcleos ajuda. Embora, da mesma forma que nem todos os carros de 110 cv sejam igualmente rápidos, nem todos os processadores de 3 GHz são igualmente rápidos.
Gargalo
No entanto, deve-se levar em consideração que essas medições nem sempre são completamente precisas, pois podemos encontrar os três problemas a seguir, que afetam a velocidade do processador.
- As unidades encarregadas de resolver certas instruções estão total ou parcialmente ocupadas.
- Os dados requeridos por uma ou mais instruções não são encontrados nos registradores ou caches mais próximos. Portanto, há um atraso adicional.
- O programa possui uma seleção específica de instruções que prejudicam ou beneficiam aquele modelo de processador.
O gargalo mais problemático é o da memória , dado que a velocidade disso não evoluiu da mesma maneira, o patch de memória cache teve que ser puxado em diferentes níveis. Inicialmente este era um único nível, mas como a latência entre CPU e RAM aumentou novos níveis foram adicionados. Há alguns anos era impensável que um processador tivesse 3 níveis de cache, hoje é regra geral, mesmo em chips gráficos ou GPUs. Não surpreendentemente, AMDA arquitetura RDNA 2 do PC já usa cache L3.
Outro problema é o da contenção, isso ocorre quando duas instruções que estão operando em paralelo precisam compartilhar os mesmos recursos do processador. Durante o projeto de um processador para economizar espaço e transistores, acontece que algumas instruções compartilham recursos e os combinam, ao mesmo tempo assumindo que são resolvidos em mais ciclos do que o normal. Ao projetar uma CPU, os engenheiros cuidam para que esse problema não ocorra com as combinações mais comuns de instruções.
