▷ Τι είναι ο επεξεργαστής ipc

Στους σημερινούς υπολογιστές, οι οδηγίες ανά κύκλο, ή επίσης γνωστές ως IPC, αποτελούν μια πολύ σημαντική πτυχή της απόδοσης του επεξεργαστή. Αυτή η έννοια αντιπροσωπεύει τον μέσο αριθμό των οδηγιών που εκτελούνται για κάθε κύκλο ρολογιού επεξεργαστή, οπότε όσο ψηλότερα είναι, τόσο ισχυρότερη θα είναι ο επεξεργαστής. Σε αυτό το άρθρο εξηγούμε όλα τα σχετικά με τον ΔΤΚ.

Ευρετήριο περιεχομένων

Ποιος είναι ο CPI του επεξεργαστή, πώς υπολογίζεται και πόσο σημαντική είναι;

Ο υπολογισμός IPC γίνεται με την εκτέλεση ενός συνόλου κώδικα, τον υπολογισμό του αριθμού των απαιτούμενων οδηγιών επιπέδου μηχανής για την ολοκλήρωσή του και στη συνέχεια με τη χρήση χρονιστών υψηλής απόδοσης για τον υπολογισμό του αριθμού των κύκλων ρολογιού που απαιτούνται για την ολοκλήρωσή του σε πραγματικό υλικό.. Το τελικό αποτέλεσμα προέρχεται από τη διαίρεση του αριθμού των οδηγιών από τον αριθμό των κύκλων ρολογιού CPU.

Ο αριθμός των εντολών ανά δευτερόλεπτο και οι λειτουργίες κυμαινόμενου σημείου ανά δευτερόλεπτο για έναν επεξεργαστή μπορούν να εξαχθούν πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των εντολών ανά κύκλο με την ταχύτητα ρολογιού (κύκλους ανά δευτερόλεπτο που δίνεται στο Hertz) του εν λόγω επεξεργαστή. Ο αριθμός των οδηγιών ανά δευτερόλεπτο είναι ένας γενικός δείκτης της πιθανής απόδοσης του επεξεργαστή.

Σας συνιστούμε να διαβάσετε το άρθρο μας για τους καλύτερους μεταποιητές στην αγορά

Ο αριθμός των εντολών που εκτελούνται ανά ρολόι δεν είναι μια σταθερά για έναν δεδομένο επεξεργαστή, καθώς εξαρτάται από το πώς το συγκεκριμένο λογισμικό που εκτελείται αλληλεπιδρά με τον επεξεργαστή και, πράγματι, με ολόκληρο το μηχάνημα, ιδιαίτερα με την ιεραρχία μνήμης. Ωστόσο, ορισμένα χαρακτηριστικά επεξεργαστών τείνουν να οδηγούν σε σχέδια που έχουν τιμές άνω των μέσων τιμών IPC, όπως η παρουσία πολλαπλών αριθμητικών λογικών μονάδων και κοντών σωλήνων. Κατά τη σύγκριση διαφορετικών συνόλων εντολών, ένα απλούστερο σετ οδηγιών μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερο σχήμα IPC από την εφαρμογή ενός πιο περίπλοκου συνόλου εντολών, το οποίο χρησιμοποιεί την ίδια τεχνολογία chip, ωστόσο το περισσότερο σύνολο εντολών μπορεί να κάνει πιο χρήσιμη εργασία με λιγότερες οδηγίες.

Παράγοντες που διέπουν τον ΔΤΚ

Ένα δεδομένο επίπεδο οδηγιών ανά δευτερόλεπτο μπορεί να επιτευχθεί με υψηλή ταχύτητα IPC και χαμηλή ταχύτητα ρολογιού (όπως AMD Athlon και πρώιμη σειρά Intel Core) ή από χαμηλή ταχύτητα IPC και υψηλή ταχύτητα ρολογιού (όπως Intel Pentium 4). Και τα δύο είναι έγκυρα σχέδια επεξεργαστών, και η επιλογή μεταξύ των δύο εξαρτάται συχνά από την ιστορία, τους μηχανικούς περιορισμούς ή τις πιέσεις μάρκετινγκ. Ωστόσο, ένα υψηλό IPC με υψηλή συχνότητα παρέχει την καλύτερη απόδοση.

Οδηγίες κύκλου για πολλούς επεξεργαστές.

Αυτοί οι αριθμοί δεν είναι η τιμή IPC αυτών των CPU, αλλά αντιπροσωπεύουν τη θεωρητικά δυνατή απόδοση επί πλωτού σημείου. Λάβετε υπόψη ότι οι παρακάτω αριθμοί αντιπροσωπεύουν μόνο τα λογικά πλάτη των μονάδων SIMD του επεξεργαστή. Δεν αντιπροσωπεύουν τους πολλαπλούς σωλήνες SIMD που υπάρχουν στις περισσότερες αρχιτεκτονικές ούτε αντιπροσωπεύουν τον κύριο αρχιτεκτονικό ορισμό του IPC, ο οποίος μετρά τον αριθμό των μέσων κλιμακωτών οδηγιών που αφαιρέθηκαν ανά κύκλο, τόσο ακέραιοι, όσο και πλωτές.

CPU	Διπλή ακρίβεια DP IPC	Απλή ακρίβεια SP IPC
Intel Core και Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge και Intel Ivy Bridge	8	16
Η Intel Haswell και η λίμνη Intel Coffee	16	32
Intel Ice Lake	;	;
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
AMD Bulldozer, AMD Piledriver και AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32
Οι Intel Atom (Bonnell, Saltwell, Silvermont και Goldmont)	2	4
AMD Bobcat	2	4
AMD Jaguar και 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-Α53	2	8
ARM Cortex-Α57	2	8
ARM Cortex-Α72	2	8
Qualcomm Krait	1	8
Qualcomm Kryo	2	8
IBM PowerPC A2	8	Τα στοιχεία SP επεκτείνονται Ed σε DP και επεξεργασία στις ίδιες μονάδες
IBM PowerPC A2	4

Για να πάρετε μια θεωρητική βαθμολογία GFLOPS (δισεκατομμύρια FLOPS) για μια δεδομένη CPU, πολλαπλασιάστε τον αριθμό σε αυτόν τον πίνακα με τον αριθμό των πυρήνων και, στη συνέχεια, με το ρολόι τιμής (σε GHz) ενός συγκεκριμένου μοντέλου CPU. Για παράδειγμα, μια λίμνη καφέ i7-8700K θεωρητικά χειρίζεται 32 ξεχωριστά πτερύγια ακριβείας ανά κύκλο, έχει 6 πυρήνες και ένα ρολόι βάσης 3.7 GHz. Αυτό σας δίνει 32 x 6 x 3.7 = 710.4 GFLOPS.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η πολλαπλή θωράκιση δεν σημαίνει ότι δύο κλωστές μπορούν να λειτουργούν στον ίδιο πυρήνα ταυτόχρονα, μοιράζοντας πόρους αγωγού. Αντ 'αυτού, η CPU επιτρέπει σε ένα νήμα να χρησιμοποιεί τον πυρήνα, ενώ άλλο περιμένει τα δεδομένα να προέρχονται από τη μνήμη, όπως στην περίπτωση έλλειψης κρυφής μνήμης. Ο προγραμματιστής του λειτουργικού συστήματος μπορεί να επιστρέψει το αρχικό νήμα στην ουρά και στη συνέχεια να επιστρέψει στη CPU μόλις ανακτήσουν τα δεδομένα.

Επομένως, αυτό το χαρακτηριστικό δεν επηρεάζει την απόδοση των θεωρητικών κυμαινόμενων σημείων της CPU, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να βοηθήσει την CPU να προσεγγίσει στην πράξη αυτή την απόδοση, σε πολλαπλά θέματα, στην πράξη. Γενικά, το μεγάλο αρχείο καταγραφής επεξεργαστών δείχνει πόσο μεγάλοι αριθμοί επεξεργαστών μπορούν να μετρήσουν μία φορά. Ο αριθμός των εγγραφών είναι επίσης σημαντικός, καθώς μπορούν να συνδεθούν μαζί για μια στιγμή με κάποιες οδηγίες.

Το IPC δεν είναι το μόνο πράγμα που έχει σημασία σε έναν Η / Υ

Η χρήσιμη εργασία που μπορεί να γίνει με οποιοδήποτε υπολογιστή εξαρτάται από πολλούς παράγοντες εκτός από την ταχύτητα του επεξεργαστή. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν την αρχιτεκτονική των συνόλων διδασκαλίας, την μικροαρχιτεκτονική του επεξεργαστή και την οργάνωση του συστήματος υπολογιστών, όπως ο σχεδιασμός του συστήματος αποθήκευσης δίσκων και οι δυνατότητες και οι επιδόσεις άλλων συνδεδεμένων συσκευών, η αποδοτικότητα του λειτουργικού συστήματος και, πάνω απ 'όλα, το λογισμικό.

Για τους χρήστες και τους αγοραστές ενός συστήματος ηλεκτρονικών υπολογιστών, οι οδηγίες ρολογιού δεν είναι ιδιαίτερα χρήσιμη ένδειξη της απόδοσης του συστήματός τους. Για μια ακριβή μέτρηση των σχετικών επιδόσεων, οι δείκτες αναφοράς εφαρμογών είναι πολύ πιο χρήσιμοι. Η γνώση της ύπαρξής τους είναι χρήσιμη καθώς παρέχει ένα εύκολο στην κατανόηση παράδειγμα του γιατί η ταχύτητα ρολογιού δεν είναι ο μόνος παράγοντας που σχετίζεται με την απόδοση του εξοπλισμού.

Σας συνιστούμε να διαβάσετε τους παρακάτω οδηγούς:

Μέχρι τώρα το άρθρο μας σχετικά με το τι είναι ο επεξεργαστής IPC, ελπίζουμε να το βρείτε πολύ χρήσιμο.

Πηγή Wikipedia