A chave da velocidade de computação da CPU

Hoje aprendemos sobre a frequência da CPU e a relação entre processo de fabricação e desempenho.

A CPU geralmente é composta de três partes: unidade lógica de computação, unidade de controle e unidade de armazenamento.

O que esses parâmetros representam? Por favor, continue olhando para baixo:

Frequência Principal

A frequência do clock interno da CPU é a frequência na qual a CPU opera ao realizar cálculos. De modo geral, quanto maior a frequência principal, mais instruções são concluídas em um ciclo de clock e mais rápido a CPU pode realizar cálculos. Porém, nem todas as CPUs com a mesma frequência de clock têm o mesmo desempenho devido às diferentes estruturas internas.

Frequência Externa

Ou seja, o barramento do sistema, a frequência com que a CPU transfere dados com dispositivos periféricos, especificamente a velocidade do barramento entre a CPU e o chipset.

Multiplicador

Originalmente não existia o conceito de multiplicador, a frequência principal da CPU e a velocidade do barramento do sistema eram as mesmas, mas a velocidade da CPU está ficando cada vez mais rápida, e a tecnologia do multiplicador nasceu em resposta. Ele permite que o barramento do sistema opere em uma frequência relativamente baixa, enquanto a velocidade da CPU pode ser aumentada infinitamente multiplicando a frequência. Então o cálculo da frequência principal da CPU torna-se: frequência principal = frequência externa x frequência multiplicadora. O multiplicador é o número de vezes a diferença entre a CPU e o barramento do sistema. quando a frequência externa permanece inalterada, aumente o multiplicador, quanto maior for a frequência principal da CPU. o CPU Intel com versão K pode ter overclock ajustando o multiplicador e a tensão.

Cache

As informações de dados processadas pela CPU são em sua maioria recuperadas da memória, mas a velocidade de cálculo da CPU é muito mais rápida que a da memória e, por esse motivo, uma memória é colocada neste processo de transmissão para armazenar os dados e instruções com frequência. usado pela CPU. Isso melhora a velocidade de transferência de dados. Ele pode ser dividido em cache de primeiro nível e cache de segundo nível.

Cache de primeiro nível (cache L1)

Este é o Cache L1, que está integrado dentro da CPU e é usado para armazenamento temporário de dados enquanto a CPU os processa. Como as instruções e os dados do cache funcionam na mesma frequência que a CPU, quanto maior a capacidade do cache L1, mais informações são armazenadas, o que pode reduzir o número de trocas de dados entre a CPU e a memória e melhorar o desempenho da CPU. eficiência computacional.No entanto, como a memória cache é composta por RAM estática, a estrutura é mais complexa, na área limitada do chip da CPU, a capacidade do cache de nível L1 não pode ser muito grande.

Cache L2

Devido à limitação da capacidade do cache de nível L1, para aumentar novamente a velocidade de computação da CPU, uma memória de alta velocidade, ou seja, cache L2, é colocada fora da CPU. com a CPU, também pode ser diferente. CPU na leitura de dados, primeiro em L1 para encontrar, e depois em L2 para encontrar, e depois na memória, após a memória externa. Portanto, o impacto de L2 no sistema não deve ser ignorado.

Cache L3

O cache de terceiro nível é um cache projetado para ler dados que não são atingidos após o cache de segundo nível. Em uma CPU com cache de terceiro nível, apenas cerca de 5% dos dados precisam ser chamados da memória, o que melhora ainda mais a eficiência da CPU. O princípio de funcionamento é usar o dispositivo de armazenamento mais rápido para manter uma cópia dos dados lidos do dispositivo de armazenamento mais lento e fazer uma cópia, quando houver necessidade de ler ou gravar dados do corpo de armazenamento mais lento, o cache pode fazer o a ação de leitura e gravação é concluída primeiro no dispositivo rápido, o que tornará a resposta do sistema mais rápida.

TDP

A potência máxima usada por uma CPU em plena carga.

Processo de manufatura

O processo de fabricação da CPU refere-se à largura da linha de conexão dos componentes internos na produção da CPU no material de silício, que normalmente era expressa em mícrons no passado, mas hoje em dia a maioria deles é expressa em nanômetros, e o menor o valor é que quanto mais avançado for o processo de fabricação, maior será a frequência que a CPU pode atingir e menor será o consumo de energia e mais transistores poderão ser integrados. Atualmente, o processo de fabricação da Intel é de 14 nm e o processo de fabricação da AMD é de 28 nm.

Simplificando, os mesmos produtos de plataforma, frequência principal, cache, quanto maior, melhor.