Kodėl naujesnės procesorių kartos greičiau veikia tuo pačiu laikrodžio greičiu?

Jums gali būti įdomu, kaip naujesnės procesorių kartos gali būti greitesnės tuo pačiu laikrodžio greičiu kaip ir senesni procesoriai. Ar tai tik fizinės architektūros pokyčiai, ar tai kažkas daugiau? Šiandienos „SuperUser“ atsakymų ir atsakymų atsakymai yra įdomūs skaitytojo klausimai.

Šiandienos „Klausimų ir atsakymų“ sesija mums suteikiama pagal „SuperUser“ - „Stack Exchange“ padalinį, bendruomenės sukurtą „Q&A“ svetainių grupavimą.

„Rodrigo Senna“ (Flickr) nuotrauka.

Klausimas

„SuperUser“ skaitytuvas agz nori sužinoti, kodėl naujesnės procesorių kartos yra greitesnės tuo pačiu laikrodžio greičiu:

Kodėl, pavyzdžiui, 2,66 GHz dviejų branduolių „Core i5“ būtų greitesnis nei 2,66 GHz Core 2 Duo, kuris taip pat yra dvigubas šerdis?

Ar tai yra dėl naujesnių instrukcijų, kurios gali apdoroti informaciją mažiau laikrodžių ciklų? Kokie kiti architektūros pokyčiai yra susiję?

Kodėl naujesnės procesorių kartos greičiau pasiekia tą patį laikrodžio greitį?

Atsakymas

„SuperUser“ autoriai David Schwartz ir „Breakthrough“ turi atsakymą. Pirma, David Schwartz:

Paprastai tai nėra dėl naujesnių instrukcijų. Tai tik todėl, kad procesorius reikalauja mažiau instrukcijų ciklų, kad įvykdytų tas pačias instrukcijas. Tai gali būti dėl daugelio priežasčių:

1. Didelės talpyklos reiškia mažiau laiko, kiek laukia atminties.
2. Daugiau vykdymo vienetų reiškia mažiau laiko, kol pradės veikti instrukcijoje.
3. Geresnis šakos prognozavimas reiškia, kad spekuliatyviai vykdoma mažiau laiko, neišvengiamai vykdoma.
4. Vykdymo vieneto patobulinimai reiškia mažiau laiko laukti, kol bus baigtos instrukcijos.
5. Trumpesni vamzdynai reiškia, kad dujotiekiai užpildomi greičiau.

Ir taip toliau.

Tuomet seka atsakymas iš proveržio:

Absoliuti galutinė nuoroda yra „Intel 64“ ir „IA-32“ architektūros programinės įrangos kūrėjo vadovai. Jie išsamiai aprašo pokyčius tarp architektūrų ir jie yra puikus šaltinis x86 architektūrai suprasti.

Norėčiau rekomenduoti, kad atsisiųstumėte bendrus tomus nuo 1 iki 3C (pirmoji atsisiuntimo nuoroda pirmiau nurodytame puslapyje). 1 tomas, 2.2 skyriuje yra norima informacija.

Kai kurie šiame skyriuje išvardyti bendri skirtumai, einantys iš „Core“ į „Nehalem“ / „Sandy Bridge“ mikro architektūrą, yra šie:

• Patobulintas šakos prognozavimas, greitesnis atkūrimas iš netinkamo nustatymo
• „HyperThreading“ technologija
• Integruotas atminties valdiklis, nauja talpyklos hierarchija
• Greitesnis slankiojo kablelio išimties apdorojimas (tik „Sandy Bridge“)
• LEA pralaidumo pagerinimas (tik „Sandy Bridge“)
• AVX instrukcijų plėtiniai (tik „Sandy Bridge“)

Išsamų sąrašą galima rasti pirmiau pateiktoje nuorodoje (1 tomas, 2.2 skyrius).

Būtinai perskaitykite daugiau šios įdomios diskusijos per toliau pateiktą nuorodą!

Ar ką nors papildyti paaiškinimu? Garsas išjungtas komentaruose. Norite perskaityti daugiau atsakymų iš kitų „tech-savvy Stack Exchange“ vartotojų? Čia rasite visą diskusijų temą.