De sleutel tot CPU-computersnelheid

Vandaag leren we over de CPU-frequentie en de relatie tussen het productieproces en de prestaties.

CPU bestaat over het algemeen uit drie delen: logische rekeneenheid, besturingseenheid en opslageenheid.

Wat vertegenwoordigen deze parameters? Blijf alsjeblieft naar beneden kijken:

Hoofdfrequentie

De interne klokfrequentie van de CPU is de frequentie waarmee de CPU werkt bij het uitvoeren van berekeningen. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de hoofdfrequentie, hoe meer instructies er in een klokcyclus worden voltooid en hoe sneller de CPU berekeningen kan uitvoeren. Niet alle CPU's met dezelfde klokfrequentie hebben echter dezelfde prestaties vanwege verschillende interne structuren.

Externe frequentie

Dat wil zeggen, de systeembus, de frequentie waarmee de CPU gegevens overdraagt ​​met randapparatuur, met name de bussnelheid tussen de CPU en de chipset.

Vermenigvuldiger

Oorspronkelijk was er geen concept van vermenigvuldiger; de hoofdfrequentie van de CPU en de snelheid van de systeembus waren hetzelfde, maar de snelheid van de CPU wordt steeds sneller en de vermenigvuldigingstechnologie werd als reactie daarop geboren. Hierdoor kan de systeembus op een relatief lage frequentie werken, terwijl de CPU-snelheid oneindig kan worden verhoogd door de frequentie te vermenigvuldigen. Dan wordt de berekening van de CPU-hoofdfrequentie: hoofdfrequentie = externe frequentie x vermenigvuldigingsfrequentie. De vermenigvuldiger is het aantal keren dat het verschil tussen de CPU en de systeembus bedraagt. wanneer de externe frequentie ongewijzigd blijft, verhoogt u de vermenigvuldiger, hoe hoger de hoofdfrequentie van de CPU. de Intel CPU met K-versie kan worden overklokt door de vermenigvuldiger en spanning aan te passen.

Cache

De door de CPU verwerkte gegevensinformatie wordt grotendeels uit het geheugen opgehaald, maar de rekensnelheid van de CPU is veel sneller dan die van het geheugen, en om deze reden wordt er in dit transmissieproces een geheugen geplaatst om de gegevens en instructies regelmatig op te slaan. gebruikt door de CPU. Dit verbetert de snelheid van de gegevensoverdracht. Het kan worden onderverdeeld in cache op het eerste niveau en cache op het tweede niveau.

Cache van het eerste niveau (L1-cache)

Dit is de L1-cache, die in de CPU is geïntegreerd en wordt gebruikt voor tijdelijke opslag van gegevens terwijl de CPU de gegevens verwerkt. Omdat de cache-instructies en gegevens op dezelfde frequentie werken als de CPU, wordt hoe groter de capaciteit van de L1-cache, hoe meer informatie er wordt opgeslagen, wat het aantal gegevensuitwisselingen tussen de CPU en het geheugen kan verminderen en de CPU-prestaties kan verbeteren. Omdat het cachegeheugen echter bestaat uit statisch RAM, is de structuur complexer, in het beperkte gebied van de CPU-chip kan de capaciteit van de cache op L1-niveau niet te groot worden gemaakt.

L2-cache

Vanwege de beperking van de cachecapaciteit op L1-niveau wordt, om de rekensnelheid van de CPU weer te verhogen, een snel geheugen, d.w.z. L2-cache, buiten de CPU geplaatst. De werkfrequentie is flexibeler en kan dezelfde frequentie zijn met de CPU kan ook anders zijn. CPU bij het lezen van gegevens, eerst in de L1 om te vinden, en dan van de L2 om te vinden, en dan het geheugen, na het externe geheugen. Dus de impact van L2 op het systeem zou niet zo moeten zijn buiten beschouwing gelaten.

L3-cache

De cache van het derde niveau is een cache die is ontworpen voor het lezen van gegevens die niet worden geraakt na de cache van het tweede niveau. In een CPU met een cache op het derde niveau hoeft slechts ongeveer 5% van de gegevens uit het geheugen te worden opgeroepen, wat de efficiëntie van de CPU verder verbetert. Het werkingsprincipe is om het snellere opslagapparaat te gebruiken om een ​​kopie te bewaren van de gegevens die zijn gelezen van het langzamere opslagapparaat en een kopie te maken. Wanneer het nodig is om gegevens van het langzamere opslagapparaat te lezen of te schrijven, kan de cache de lees- en schrijfactie eerst voltooid in het snelle apparaat, waardoor de systeemreactie sneller wordt.

TDP

Het maximale vermogen dat een CPU bij volledige belasting gebruikt.

Productieproces

Het productieproces van CPU verwijst naar de breedte van de verbindingslijn van de interne componenten bij de productie van CPU op het siliciummateriaal, wat vroeger meestal werd uitgedrukt in microns, maar tegenwoordig worden de meeste uitgedrukt in nanometers, en de kleinere de waarde is: hoe geavanceerder het productieproces is, hoe hoger de frequentie die de CPU kan bereiken, en hoe lager het stroomverbruik is, en hoe meer transistors kunnen worden geïntegreerd. Momenteel is het productieproces van Intel 14 nm en dat van AMD 28 nm.

Simpel gezegd, dezelfde platformproducten, hoofdfrequentie, cache, hoe groter hoe beter.