Tek Bir CPU Çekirdeğini Artırın: Nasıl Çalışır?

İşlemci tasarımcıları, yeni mimarilerinden en iyi şekilde yararlanmak için yeni püf noktaları bulurlar; bunlardan biri, tek bir çekirdeğin saat hızını tümün ortak sınırının üzerine çıkarmaktır. işlemci. Buna tek çekirdek desteği deniyor ve bu yazıda nelerden oluştuğunu ve bilgisayarlarınıza ne gibi avantajlar sağladığını bu yazıda açıklayacağız.

En tecrübeli kişiler, işlemcilerin tek çekirdekli olduğu ve birden fazla iş parçacığı çalıştıramadığı yılları hatırlayacaktır, bu, daha sonra ilk GHz'de en büyük MHz miktarı için yarışın olduğu zamandı, ta ki fiziksel için daha fazla yükselemezlerdi. sınırlamalar ve çok çekirdeğe geçmek zorunda kaldı.

Tek CPU Çekirdeğini Artırın

Yeni CPU'larda göreceğimiz bir özellik, çok çekirdekli bir işlemcinin tek bir çekirdeğinin, birden fazla çekirdek için olan hızdan daha yüksek bir saat hızına ulaşmasından oluşan tek çekirdekli artış. CPU çekirdeklerinin geri kalanının bağlantısını kesin, saat hızlarını düşürün veya artırma hızına ulaşamamalarına neden olun.

CPU gücünü yeniden dağıtan tek çekirdek desteği

Tekli fişi artırın

Bir işlemcinin ulaşabileceği saat hızı, kullanabileceği enerji miktarına bağlıdır, ancak CPU'ların enerji tüketimini daha iyi optimize etmek için tuzakları vardır, ancak çoğu işlemcinin kullanılmayan parçalarının her zaman enerji tüketmeyecek şekilde bağlantısını kesebilmelerine dayanır. hiçbir şey yapmamak.

Çekirdek düzeyinde, birden fazla iş parçacığı ile çalışabilen birçok tasarım, çekişmeyi önlemek ve performansı artırmak için kontrol biriminin belirli bölümlerinin biriminin çoğaltılmasından yararlanarak belirli talimatları yürütme eğilimindedir, ancak diğer tasarımlarda durum böyle değildir ve saat hızını artırmak için SMT veya Hyperthreading'i devre dışı bırakır.

Aynı ilkeler altında, biri hariç tüm çekirdekleri tamamen devre dışı bırakmak ve hatta SMT veya Hypethreading'i ondan kaldırmak, böylece tek bir çekirdeğin saat hızının olabildiğince yüksek olması mümkündür.

Toplam işlemci performansına ne katar?

CPU iletişim

Tek bir CPU çekirdeğinin performansını ölçen birçok kıyaslama vardır, bu kıyaslamalar CPU'nun mutlak performansını değerlendirmek için kullanılmaz ve gerçekçi senaryolara da dayanmaz. Temelde çekirdekle karşılaştırarak, bir mimarinin diğerine göre nasıl geliştiğini anlamak için karşılaştırmalı bir şekilde bize hizmet ederler.

Piyasada var olan programlarda, tüketicilerin yıllarca birden fazla çekirdeğe sahip olması nedeniyle, programların çoğu çoğu zaman paralel olarak çalışacak şekilde tasarlanmıştır, ancak programların olabilecek bir bölüme sahip olduğu dikkate alınmalıdır. paralelleştirilmiş ve bir başkası olamaz.

ley amdahl

Amdahl Yasasına dikkat edersek, kodun paralelleştirilebilir bölümlerinin her birinin yürütme süresi daha fazla çekirdek eklenerek azalacaktır, ancak kodun bir bölümü seri ve dolayısıyla paralel olarak çalıştırılamaz, programlar tek bir çekirdeğin hızına bağlıdır.

Biri hariç tüm çekirdekleri kapatırsak, paralel olarak çalışan kod olumsuz etkilenir, ancak tüm çekirdeklerde temel hızı korur ve bunlardan birine bir güçlendirme veya hafif bir avantaj uygularsak, o zaman program içinde seri olarak çalışan kod hızlanacak ve böylece sistem performansı artacaktır.

Tek çekirdekli güçlendirme big.LITTLE ile aynı mı?

big.LITTLE Diyagramı

Bize belirli düşük güçlü çekirdeklerin big.LITTLE konseptini hatırlatsa da, bu aynı değildir, çünkü bu konseptte fikir, yeterince basit olan belirli talimatları gerçekleştirmek için düşük güçlü bir çekirdek kullanmaktır. optimize etmek imkansız. bir çekirdek içindeki tüketim açısından daha fazla, bu nedenle enerji tüketimini azaltmak için daha basit bir çekirdek kullanılması önerilir.

"Big.LITTLE" da çekirdeklerin saat hızı artırılmaz veya azalmaz, bunun yerine söz konusu programı veya programın bir bölümünü çalıştıran çekirdek değiştirilir, bu nedenle bu tür tasarıma sahip bir işlemcide heterojen bir çekirdek oluşumuna sahibiz, tek çekirdek merkezli hız artışı hem homojen hem de heterojen çekirdek setlerinde meydana gelebilir.

Bununla birlikte, saat hızı doğrudan güç tüketimindeki voltaja bağlı olduğundan, "bit.LITTLE" yerine bir çekirdeğin saat hızını yükseltmenin işlemci güç tüketimini azaltmanın bir yolu olmadığı sonucuna güvenle varabiliriz.