Boost på en enda CPU-kärna: Hur fungerar det?

Processordesigners kommer med nya knep för att få ut det mesta av sina nya arkitekturer, varav en är att öka klockhastigheten för en enda kärna över den gemensamma gränsen för hela CPU. Detta kallas en enda kärna boost och vi kommer att förklara i det här inlägget vad det består av och vilka fördelar det ger dina datorer.

Den mest veteranen kommer ihåg de år då processorerna var enkärniga och inte kunde köra mer än en tråd, det var tiden då loppet gick efter den största mängden MHz först GHz senare, tills de inte kunde gå upp mer för fysisk begränsningar och var tvungen att flytta till flera kärnor.

Boost på en enda CPU-kärna

En funktion som vi kommer att se i de nya processorerna är single-core boost, som består i att en enda kärna i en flerkärnig processor når en högre klockhastighet än boost för flera kärnor, allt tack vare att kunna koppla bort resten av CPU-kärnorna, sänk deras klockhastighet eller få dem att inte kunna nå boosthastigheten.

Enkelkärnförstärkning, omfördelning av CPU-kraft

Boost solo nucleo

Klockhastigheten som en processor kan nå beror på mängden tillgänglig energi för den, men processorer har fällor för att bättre optimera energiförbrukningen, även om de flesta är baserade på att kunna koppla bort oanvända delar av processorn alltid så att de inte förbrukar energi medan gör inget.

På kärnnivå tenderar många mönster som kan fungera med flera trådar att utföra vissa instruktioner som utnyttjar duplicering av enheten till vissa delar av styrenheten för att undvika strid och öka prestanda, men i andra konstruktioner är detta inte fallet och gör att inaktivera SMT eller hypertråd för att öka klockhastigheten.

Enligt samma principer är det möjligt att helt avaktivera alla kärnor utom en och till och med ta bort SMT eller Hypethreading från den så att klockhastigheten för en enda kärna är så hög som möjligt.

Vad lägger det till den totala processorns prestanda?

CPU-kommunikation

Det finns många riktmärken som mäter prestanda för en enda CPU-kärna, dessa riktmärken används inte för att utvärdera processorns absoluta prestanda och baseras inte heller på realistiska scenarier. De tjänar oss helt enkelt på ett jämförande sätt för att veta hur en arkitektur har utvecklats i förhållande till en annan, jämför kärna för kärna.

I de program som finns på marknaden, eftersom konsumenter i flera år har tillgång till flera kärnor, är de flesta av programmen utformade för att fungera parallellt för det mesta, men det måste tas i beaktande att programmen har en del som kan parallelliserad och en annan som inte kan.

Ley Amdahl

Om vi ​​uppmärksammar Amdahls lag kommer körningstiden för var och en av de parallelliserande delarna av koden att minska genom att lägga till fler kärnor, men det finns en del av koden som är seriell och kan därför inte köras parallellt, den delen av koden program beror på hastigheten på en enda kärna.

Om vi ​​stänger av alla kärnor utom en, kommer koden som fungerar parallellt att påverkas negativt, men om vi behåller bashastigheten i alla kärnor och tillämpar en boost eller en liten fördel i en av dem så är delen av kod som körs seriellt inom programmet kommer att påskyndas, vilket ökar systemets prestanda.

Är single-core boost samma som big.LITTLE?

big.LITTLE Diagram

Även om det kanske påminner oss om big.LITTLE-konceptet för vissa kärnor med låg effekt, är det inte detsamma, eftersom tanken i detta koncept är att använda en kärnan med låg effekt för att utföra vissa instruktioner, som är enkla nog att det är omöjligt att optimera det. mer när det gäller konsumtion inom en kärna, så användning av en enklare kärna rekommenderas för att minska energiförbrukningen.

I “big.LITTLE” ökar eller minskas inte klockhastigheten för kärnorna utan snarare ändras kärnan som kör programmet eller en del av programmet, så i en processor med denna typ av design har vi en heterogen bild av kärnor, medan den enda kärncentrerade hastighetsförstärkningen kan förekomma i både homogena och heterogena uppsättningar kärnor.

Eftersom klockhastigheten är direkt bunden till spänningen i strömförbrukningen kan vi dock säkert dra slutsatsen att att höja klockhastigheten för en kärna i motsats till "bit.LITTLE" inte är ett sätt att spara processorns strömförbrukning.