Ключ к скорости вычислений процессора
Сегодня мы узнаем о частоте процессора и взаимосвязи между производственным процессом и производительностью.
ЦП обычно состоит из трех частей: логического вычислительного блока, блока управления и блока хранения.
Что представляют собой эти параметры? Пожалуйста, продолжайте смотреть вниз:
Основная частота
Внутренняя тактовая частота ЦП — это частота, на которой ЦП работает при выполнении вычислений. Вообще говоря, чем выше основная частота, тем больше инструкций выполняется за такт и тем быстрее процессор может выполнять вычисления. Однако не все процессоры с одинаковой тактовой частотой имеют одинаковую производительность из-за разной внутренней структуры.
Внешняя частота
То есть системная шина, частота, с которой ЦП передает данные периферийным устройствам, а именно скорость шины между ЦП и чипсетом.
Множитель
Первоначально понятия множителя не существовало, основная частота ЦП и скорость системной шины были одинаковыми, но скорость ЦП становится все быстрее и быстрее, и в ответ на это родилась технология множителя. Он позволяет системной шине работать на относительно низкой частоте, при этом скорость процессора можно бесконечно увеличивать за счет умножения частоты. Тогда расчет основной частоты процессора будет выглядеть следующим образом: основная частота = внешняя частота x частота умножителя. Множитель — это во сколько раз разница между процессором и системной шиной. когда внешняя частота остается неизменной, увеличивайте множитель, тем выше основная частота ЦП. ЦП Intel версии K можно разогнать, отрегулировав множитель и напряжение.
Кэш
Информация о данных, обрабатываемая ЦП, в основном извлекается из памяти, но скорость вычислений ЦП намного выше, чем у памяти, и по этой причине в этот процесс передачи помещается память для частого хранения данных и инструкций. используется процессором. Это улучшает скорость передачи данных. Его можно разделить на кеш первого уровня и кеш второго уровня.
Кэш первого уровня (кэш L1)
Это кэш L1, который интегрирован внутри ЦП и используется для временного хранения данных, пока ЦП их обрабатывает. Поскольку инструкции и данные кэша работают на той же частоте, что и ЦП, чем больше емкость кэша L1, тем больше информации сохраняется, что может уменьшить количество обменов данными между ЦП и памятью и улучшить производительность ЦП. эффективность вычислений.Однако, поскольку кэш-память состоит из статического ОЗУ, структура более сложна, в ограниченной области чипа ЦП емкость кэша уровня L1 не может быть слишком большой.
Кэш L2
Из-за ограничения емкости кэша уровня L1, чтобы снова увеличить скорость вычислений ЦП, высокоскоростная память, то есть кэш L2, размещается вне ЦП. Рабочая частота более гибкая, может быть той же частоты. с ЦП тоже может быть разным.ЦП при чтении данных сначала в L1 найти, потом из L2 найти, а потом в память, после внешней памяти.Поэтому влияние L2 на систему не должно быть игнорируется.
Кэш L3
Кэш третьего уровня — это кеш, предназначенный для чтения данных, которые не попадают после кеша второго уровня. В ЦП с кэшем третьего уровня только около 5% данных необходимо вызывать из памяти, что еще больше повышает эффективность ЦП. Принцип работы заключается в использовании более быстрого устройства хранения для хранения копии данных, считанных с более медленного устройства хранения, и создания копии. Когда возникает необходимость прочитать или записать данные из более медленного устройства хранения, кеш может сделать действие чтения и записи сначала выполняется на быстром устройстве, что ускоряет реакцию системы.
TDP
Максимальная мощность, используемая процессором при полной нагрузке.
Производственный процесс
Под производственным процессом ЦП понимается ширина соединительной линии внутренних компонентов при производстве ЦП из кремниевого материала, которая раньше обычно выражалась в микронах, но в настоящее время большинство из них выражается в нанометрах, а меньшие - в нанометрах. Значение таково: чем более продвинут производственный процесс, тем выше частота, которую может достичь ЦП, и тем ниже энергопотребление, и тем больше транзисторов можно интегрировать. В настоящее время производственный процесс Intel составляет 14 нм, а производственный процесс AMD — 28 нм.
Проще говоря, одна и та же платформа, основная частота, кэш, чем больше, тем лучше.
