La chiave della velocità di elaborazione della CPU

Oggi impariamo a conoscere la frequenza della CPU e la relazione tra processo di produzione e prestazioni.

La CPU è generalmente composta da tre parti: unità di calcolo logica, unità di controllo e unità di memorizzazione.

Cosa rappresentano questi parametri? Per favore continua a guardare in basso:

Frequenza principale

La frequenza dell'orologio interno della CPU è la frequenza alla quale opera la CPU durante l'esecuzione dei calcoli. In generale, quanto più alta è la frequenza principale, tanto più istruzioni vengono completate in un ciclo di clock e tanto più velocemente la CPU può eseguire i calcoli. Tuttavia, non tutte le CPU con la stessa frequenza clock hanno le stesse prestazioni a causa delle diverse strutture interne.

Frequenza esterna

Cioè il bus di sistema, la frequenza con cui la CPU trasferisce i dati con i dispositivi periferici, in particolare la velocità del bus tra la CPU e il chipset.

Moltiplicatore

Originariamente non esisteva il concetto di moltiplicatore, la frequenza principale della CPU e la velocità del bus di sistema erano le stesse, ma la velocità della CPU sta diventando sempre più veloce e in risposta è nata la tecnologia del moltiplicatore. Consente al bus di sistema di funzionare a una frequenza relativamente bassa, mentre la velocità della CPU può essere aumentata all'infinito moltiplicando la frequenza. Quindi il calcolo della frequenza principale della CPU diventa: frequenza principale = frequenza esterna x frequenza moltiplicatrice. Il moltiplicatore è il numero di volte la differenza tra la CPU e il bus di sistema. quando la frequenza esterna rimane invariata, aumentare il moltiplicatore, maggiore è la frequenza principale della CPU. la CPU Intel con versione K può essere overcloccata regolando il moltiplicatore e la tensione.

Cache

Le informazioni sui dati elaborate dalla CPU vengono per lo più recuperate dalla memoria, ma la velocità di calcolo della CPU è molto più veloce di quella della memoria e, per questo motivo, in questo processo di trasmissione viene inserita una memoria per archiviare frequentemente i dati e le istruzioni. utilizzato dalla CPU. Ciò migliora la velocità di trasferimento dei dati. Può essere suddiviso in cache di primo livello e cache di secondo livello.

Cache di primo livello (cache L1)

Questa è la cache L1, integrata all'interno della CPU e utilizzata per l'archiviazione temporanea dei dati mentre la CPU li elabora. Poiché le istruzioni e i dati della cache funzionano alla stessa frequenza della CPU, maggiore è la capacità della cache L1, maggiore è la quantità di informazioni memorizzate, il che può ridurre il numero di scambi di dati tra la CPU e la memoria e migliorare le prestazioni della CPU. efficienza di calcolo Tuttavia, poiché la memoria cache è composta da RAM statica, la struttura è più complessa, nell'area limitata del chip della CPU, la capacità della cache di livello L1 non può essere resa troppo grande.

Cache L2

A causa della limitazione della capacità della cache di livello L1, per aumentare nuovamente la velocità di calcolo della CPU, una memoria ad alta velocità, ovvero la cache L2, viene posizionata all'esterno della CPU. La frequenza di lavoro è più flessibile, può essere la stessa frequenza con la CPU, può anche essere diverso. CPU nella lettura dei dati, prima in L1 per trovare, poi da L2 per trovare, e poi nella memoria, dopo la memoria esterna. Quindi l'impatto di L2 sul sistema non dovrebbe essere ignorato.

Cache L3

La cache di terzo livello è una cache progettata per leggere i dati che non vengono raggiunti dopo la cache di secondo livello. In una CPU con cache di terzo livello, solo il 5% circa dei dati deve essere richiamato dalla memoria, il che migliora ulteriormente l'efficienza della CPU. Il principio di funzionamento è utilizzare il dispositivo di archiviazione più veloce per conservare una copia dei dati letti dal dispositivo di archiviazione più lento e farne una copia, quando è necessario leggere o scrivere dati dal corpo di archiviazione più lento, la cache può effettuare il leggere e scrivere prima l'azione completata nel dispositivo veloce, il che renderà la risposta del sistema più veloce.

TDP

La potenza massima utilizzata da una CPU a pieno carico.

Processo di fabbricazione

Il processo di fabbricazione della CPU si riferisce alla larghezza della linea di collegamento dei componenti interni nella produzione della CPU sul materiale silicio, che in passato veniva solitamente espressa in micron, ma oggigiorno la maggior parte di essi è espressa in nanometri e i più piccoli il valore è che più avanzato è il processo di produzione, maggiore è la frequenza che la CPU può raggiungere, minore è il consumo energetico e maggiore è il numero di transistor che possono essere integrati. Attualmente, il processo di produzione di Intel è di 14 nm e il processo di produzione di AMD è di 28 nm.

In poche parole, gli stessi prodotti della piattaforma, la stessa frequenza principale, la cache, più grande è, meglio è.