Proč jsou novější generace procesorů rychlejší ve stejném čase?

Mohli byste být zvědaví, jak mohou být novější generace procesorů rychlejší ve stejných časových rychlostech jako starší procesory. Jsou to jen změny ve fyzické architektuře nebo je to něco víc? Dnešní příspěvek SuperUser Q & A má odpovědi na zvědavé čtenářské otázky.

Dnešní zasedání Otázky a odpovědi nás přichází s laskavým svolením SuperUser - podřízené rozdělení Stack Exchange, které je založeno na komunitě prostřednictvím skupin webových stránek.

Foto s laskavým svolením Rodrigo Senna (Flickr).

Otázka

Čtečka SuperUser agz chce vědět, proč jsou novější generace procesorů rychlejší při stejné rychlosti:

Proč by například dvojjádrové jádro i5 o frekvenci 2,66 GHz mohlo být rychlejší než 2,66 GHz Core 2 Duo, což je také dual-core?

Je to kvůli novějším instrukcím, které mohou zpracovávat informace v méně cyklech? Jaké další architektonické změny jsou zahrnuty?

Proč jsou novější generace procesorů rychlejší při stejné rychlosti?

Odpověď

Prvotní přispěvatelé David Schwartz a průlom mají pro nás odpověď. První, David Schwartz:

Obvykle to není kvůli novějším pokynům. Je to právě proto, že procesor vyžaduje méně instrukčních cyklů k provedení stejných pokynů. To může být z mnoha důvodů:

1. Velké paměťové karty znamenají méně času stráveného při čekání na paměť.
2. Další výkonové jednotky znamenají méně času čekání na zahájení práce na instrukci.
3. Lepší predikce větve znamená méně času promarněné spekulativně provádějícími pokyny, které nikdy nemusejí být prováděny.
4. Zlepšení prováděné jednotky znamenají kratší čas čekání na dokončení pokynů.
5. Kratší potrubí znamená, že potrubí se plní rychleji.

A tak dále.

Následuje odpověď od průlomu:

Absolutní konečnou referencí jsou Intel 64 a IA-32 Architectures Software Developer Manuals. Upřesňují změny mezi architekturami a jsou skvělým zdrojem pro pochopení architektury x86.

Doporučuji vám, abyste si stáhli kombinované svazky 1 až 3C (první odkaz ke stažení na výše uvedené stránce). Svazek 1, Kapitola 2.2 obsahuje požadované informace.

Některé obecné rozdíly uvedené v této kapitole, které vycházejí z mikro-architektury Core to Nehalem / Sandy Bridge, jsou:

• Vylepšená predikce větve, rychlejší zotavení z chybného předání
• Technologie HyperThreading
• Integrovaný řadič paměti, nová hierarchie vyrovnávací paměti
• Rychlá manipulace s plovoucí čárou (pouze Sandy Bridge)
• Zlepšení šířky pásma LEA (pouze Sandy Bridge)
• Rozšíření o instrukce AVX (pouze pro Sandy Bridge)

Úplný seznam naleznete v odkazu uvedeném výše (svazek 1, kapitola 2.2).

Ujistěte se, že si přečtete další zajímavou diskusi prostřednictvím níže uvedeného odkazu!

Musíte něco přidat k vysvětlení? Vyjměte v komentářích. Chcete se dozvědět více odpovědí od ostatních uživatelů technologie Stack Exchange? Podívejte se na celý diskusní příspěvek zde.