Klucz szybkości przetwarzania procesora

Dzisiaj dowiadujemy się o częstotliwości procesora i związku między procesem produkcyjnym a wydajnością.

Procesor składa się zazwyczaj z trzech części: logicznej jednostki obliczeniowej, jednostki sterującej i jednostki pamięci.

Co reprezentują te parametry? Proszę nadal patrzeć w dół:

Główna częstotliwość

Wewnętrzna częstotliwość zegara procesora to częstotliwość, z jaką pracuje procesor podczas wykonywania obliczeń. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa częstotliwość główna, tym więcej instrukcji jest wykonywanych w cyklu zegara i tym szybciej procesor może wykonywać obliczenia. Jednak nie wszystkie procesory o tej samej częstotliwości zegara mają tę samą wydajność ze względu na różne struktury wewnętrzne.

Częstotliwość zewnętrzna

Oznacza to, że magistrala systemowa to częstotliwość, z jaką procesor przesyła dane z urządzeniami peryferyjnymi, w szczególności prędkość magistrali między procesorem a chipsetem.

Mnożnik

Pierwotnie nie było koncepcji mnożnika, główna częstotliwość procesora i prędkość magistrali systemowej były takie same, ale prędkość procesora stawała się coraz większa, a w odpowiedzi narodziła się technologia mnożnika. Umożliwia pracę magistrali systemowej ze stosunkowo niską częstotliwością, podczas gdy prędkość procesora można w nieskończoność zwiększać poprzez pomnożenie częstotliwości. Następnie obliczenie częstotliwości głównej procesora wygląda następująco: częstotliwość główna = częstotliwość zewnętrzna x częstotliwość mnożnika. Mnożnik to liczba razy większa od różnicy między procesorem a magistralą systemową. gdy częstotliwość zewnętrzna pozostaje niezmieniona, zwiększ mnożnik, im wyższa jest częstotliwość główna procesora. procesor Intel w wersji K można podkręcić, dostosowując mnożnik i napięcie.

Pamięć podręczna

Informacje o danych przetwarzane przez procesor są w większości pobierane z pamięci, ale prędkość obliczeń procesora jest znacznie większa niż prędkość pamięci i z tego powodu w procesie transmisji umieszczana jest pamięć w celu częstego przechowywania danych i instrukcji wykorzystywane przez procesor. Poprawia to prędkość przesyłania danych. Można ją podzielić na pamięć podręczną pierwszego poziomu i pamięć podręczną drugiego poziomu.

Pamięć podręczna pierwszego poziomu (pamięć podręczna L1)

Jest to pamięć podręczna L1, która jest zintegrowana z procesorem i służy do tymczasowego przechowywania danych podczas przetwarzania danych przez procesor. Ponieważ instrukcje i dane pamięci podręcznej pracują z tą samą częstotliwością co procesor, im większa pojemność pamięci podręcznej L1, tym więcej informacji jest przechowywanych, co może zmniejszyć liczbę wymian danych między procesorem a pamięcią i poprawić wydajność procesora wydajność obliczeniową.Jednakże, ponieważ pamięć podręczna składa się ze statycznej pamięci RAM, jej struktura jest bardziej złożona, w ograniczonym obszarze chipa procesora, pojemność pamięci podręcznej poziomu L1 nie może być zbyt duża.

Pamięć podręczna L2

Ze względu na ograniczenie pojemności pamięci podręcznej poziomu L1, w celu ponownego zwiększenia szybkości obliczeniowej procesora, na zewnątrz procesora umieszcza się szybką pamięć, czyli pamięć podręczną L2. Częstotliwość robocza jest bardziej elastyczna, może mieć tę samą częstotliwość z procesorem, również może być inaczej.Procesor odczytuje dane, najpierw w L1, aby znaleźć, a następnie z L2, aby znaleźć, a następnie w pamięci, po pamięci zewnętrznej.Więc wpływ L2 na system nie powinien być ignorowane.

Pamięć podręczna L3

Pamięć podręczna trzeciego poziomu to pamięć podręczna przeznaczona do odczytu danych, które nie trafiają po pamięci podręcznej drugiego poziomu. W procesorze z pamięcią podręczną trzeciego poziomu tylko około 5% danych wymaga wywołania z pamięci, co dodatkowo poprawia wydajność procesora. Zasada działania polega na wykorzystaniu szybszego urządzenia pamięci masowej do przechowywania kopii danych odczytanych z wolniejszego urządzenia pamięci masowej i wykonaniu kopii, gdy zaistnieje potrzeba odczytania lub zapisania danych z wolniejszej jednostki pamięci, pamięć podręczna może sprawić, że najpierw wykonaj akcję odczytu i zapisu na szybkim urządzeniu, co sprawi, że system będzie szybciej reagował.

TDP

Maksymalna moc zużywana przez procesor przy pełnym obciążeniu.

Proces produkcji

Proces produkcyjny procesora odnosi się do szerokości linii łączącej wewnętrzne komponenty podczas produkcji procesora na materiale krzemowym, która w przeszłości była zwykle wyrażana w mikronach, ale obecnie większość z nich wyrażana jest w nanometrach, a mniejsza wartość ta oznacza, że ​​im bardziej zaawansowany jest proces produkcyjny, tym wyższą częstotliwość może osiągnąć procesor, im niższy jest pobór mocy i tym więcej tranzystorów można zintegrować. Obecnie proces produkcyjny Intela to 14 nm, a proces produkcyjny AMD to 28 nm.

Mówiąc najprościej, te same produkty platformy, częstotliwość główna, pamięć podręczna, im większa, tym lepiej.