▷ Kaj je procesor ipc

V današnjih računalnikih so navodila na cikel ali znana tudi kot IPC zelo pomemben vidik zmogljivosti procesorja. Ta koncept predstavlja povprečno število navodil, izvedenih za vsak cikel takta procesorja, zato višji kot je zmogljivejši bo procesor. V tem članku pojasnjujemo vse, kar zadeva CPI.

Kazalo vsebine

Kaj je CPI procesorja, kako se izračuna in kako pomemben je?

Izračun IPC se izvede z izvajanjem nabora kode, izračunavanjem števila navodil na ravni stroja, potrebnih za dokončanje, in nato z uporabo visokozmogljivih časovnikov za izračun števila taktnih ciklov, potrebnih za dokončanje prave opreme.. Končni rezultat je delitev števila navodil na število taktnih ciklov CPU-ja.

Število navodil na sekundo in operacije plavajoče točke na sekundo za procesor je mogoče izračunati tako, da množimo število navodil na cikel s taktno hitrostjo (cikli na sekundo, navedeni v Hertzu) zadevnega procesorja. Število navodil na sekundo je približen pokazatelj verjetne učinkovitosti procesorja.

Priporočamo, da preberete naš članek o najboljših procesorjih na trgu

Število opravljenih navodil na uro ni konstanta za določen procesor, saj je odvisno od tega, kako določena programska oprema deluje, s procesorjem in dejansko s celotnim strojem, zlasti s hierarhijo pomnilnika. Vendar pa nekatere lastnosti procesorja ponavadi vodijo do modelov, ki imajo nadpovprečne vrednosti IPC, na primer prisotnost več aritmetičnih logičnih enot in kratkih cevi. Pri primerjavi različnih sklopov navodil lahko enostavnejši niz navodil povzroči višjo vrednost IPC kot uporaba kompleksnejšega nabora navodil, ki uporablja isto tehnologijo čipov, vendar več nabora navodil kompleks lahko opravi bolj koristno delo z manj navodili.

Dejavniki CPI

Dane ravni navodil na sekundo je mogoče doseči z visokim IPC in nizkim taktom (kot sta AMD Athlon in zgodnja serija Intel Core) ali z nizkim IPC in veliko taktno hitrostjo (kot je Intel Pentium 4). Oba sta veljavna modela procesorjev, izbira med njima pa je pogosto odvisna od zgodovine, inženirskih omejitev ali tržnih pritiskov. Vendar pa visok IPC z visoko frekvenco zagotavlja najboljše zmogljivosti.

Navodila za cikel za več procesorjev.

Te številke niso vrednost IPC teh CPU-jev, ampak predstavljajo teoretično možno zmogljivost plavajoče točke. Upoštevajte, da spodnje številke predstavljajo le logične širine pogonov SIMD procesorja. Ne upoštevajo več cevi SIMD, ki so prisotne v večini arhitektur, niti ne predstavljajo glavne arhitekturne opredelitve IPC, ki meri število povprečnih skalarnih navodil, odstranjenih na cikel, tako celo število, plavajoče točke in nadzor.

CPU	Dvojna natančnost DP IPC	Preprosta natančnost SP IPC
Intel Core in Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge in Intel Ivy Bridge	8	16
Intel Haswell in Intel Coffee Lake	16	32
Intel Ice Lake	?	?
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
AMD Buldožer, AMD Piledriver in AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32
Intel Atom (Bonnell, Saltwell, Silvermont in Goldmont)	2	4
AMD Bobcat	2	4
AMD Jaguar in Puma	4	8
ARM Cortex-A7	1	8
ARM Cortex-A9	1	8
ARM Cortex-A15	1	8
ARM Cortex-A32	2	8
ARM Cortex-A35	2	8
ARM Cortex-A53	2	8
ARM Cortex-A57	2	8
ARM Cortex-A72	2	8
Qualcomm Krait	1	8
Qualcomm Kryo	2	8
IBM PowerPC A2	8	SP elementi se razširijo Ed v DP in obdelana v istih enotah
IBM PowerPC A2	4

Če želite dobiti teoretično oceno GFLOPS (milijarde FLOPS) za določen CPU, pomnožite število v tej tabeli s številom jeder in nato z vrednostjo ure (v GHz) določenega modela CPU-ja. Na primer, Coffee Lake i7-8700K teoretično upravlja 32 enotnih natančnosti na cikel, ima 6 jeder in 3, 7 GHz bazno uro, kar vam daje 32 x 6 x 3, 7 = 710, 4 GFLOPS.

Pomembno je upoštevati, da večkratno branje ne pomeni, da lahko dva niti delujeta isto isto jedro hkrati in si delita vire cevovoda. Namesto tega CPU enemu niti omogoča uporabo jedra, drugi pa čaka, da podatki prihajajo iz pomnilnika, kot v primeru pomanjkanja predpomnilnika. Razvijalec operacijskega sistema lahko vrne izvirno nit v čakalno vrsto in se po vrnitvi podatkov vrne v CPU.

Zato ta funkcija ne vpliva na teoretično delovanje CPU s plavajočo vejico, v določenih primerih pa lahko pomaga, da se procesor približa tej zmogljivosti v več nitih v praksi. Na splošno velik dnevnik procesorja prikazuje, kako lahko velike števke procesorja štejejo enkrat. Pomembno je tudi število zapisov, saj jih lahko za trenutek povežemo z nekaj navodili.

IPC ni edina stvar, ki je pomembna v osebnem računalniku

Uporabno delo, ki ga lahko opravimo s katerim koli računalnikom, je poleg hitrosti procesorja odvisno tudi od številnih dejavnikov. Ti dejavniki vključujejo arhitekturo naborov navodil, mikroarhitekturo procesorjev in organizacijo računalniškega sistema, kot so zasnova diskovnega pomnilniškega sistema ter zmožnosti in zmogljivosti drugih povezanih naprav, učinkovitost operacijskega sistema in predvsem vse, kar je pomembno, programska oprema.

Za uporabnike in kupce računalniškega sistema navodila za uro niso posebej koristen pokazatelj uspešnosti njihovega sistema. Za natančno merjenje uspešnosti, ki je zanje pomembno, so merila aplikacij veliko bolj uporabna. Znanje o njihovem obstoju je koristno, saj omogoča enostavno razumevanje primera, zakaj takt ni edini dejavnik, ki je pomemben za delovanje opreme.

Priporočamo, da preberete naslednja navodila:

V našem članku o tem, kaj je IPC procesorja, upamo, da se vam zdi zelo uporaben.

Vir Wikipedije