Miksi uudemmat sukupolvet prosessorit nopeammin samassa kellonopeudessa?

Saatat olla utelias siitä, miten uudemmat prosessorien sukupolvet voivat olla nopeampia samalla kellonopeudella kuin vanhemmat prosessorit. Onko se vain muutoksia fyysiseen arkkitehtuuriin vai onko se jotain muuta? Tämän päivän SuperUser Q&A -postissa on vastaukset utelias lukijan kysymyksiin.

Nykypäivän Kysymys- ja vastaus -istunto tulee meille suotuisasti SuperUserin - Stack Exchange -alueen, yhteisöpohjaisen Q & A-sivustojen ryhmittymän - kautta..

Kuva: Rodrigo Senna (Flickr).

Kysymys

SuperUser-lukija agz haluaa tietää, miksi uudemmat prosessorit ovat nopeampia samalla kellonopeudella:

Miksi esimerkiksi 2,66 GHz: n dual-core Core i5 olisi nopeampi kuin 2,66 GHz Core 2 Duo, joka on myös kaksoisydin?

Tämä johtuu uudemmista ohjeista, jotka voivat käsitellä tietoja vähemmän kellojaksoissa? Mitä muita arkkitehtuurimuutoksia on kyse?

Miksi uudemmat sukupolvet prosessorit nopeammin samalla kellonopeudella?

Vastaus

SuperUser-avustajat David Schwartz ja läpimurto ovat vastaus meille. Ensinnäkin, David Schwartz:

Yleensä se ei johdu uudemmista ohjeista. Se johtuu vain siitä, että prosessori vaatii vähemmän käskyjä samojen ohjeiden suorittamiseksi. Tämä voi johtua useista syistä:

1. Suuret välimuistit merkitsevät vähemmän aikaa hukkaan muistiin.
2. Lisää suoritusyksiköitä tarkoittaa vähemmän aikaa odottaa aloittavansa käskyn.
3. Parempi haara-ennuste tarkoittaa vähemmän aikaa hukkaan spekulatiivisesti, kun ohjeita ei koskaan tarvitse toteuttaa.
4. Suoritusyksikön parannukset merkitsevät vähemmän aikaa odottaa ohjeiden suorittamista.
5. Lyhyemmät putkilinjat tarkoittavat, että putkistot täyttyvät nopeammin.

Ja niin edelleen.

Vastaa läpimurto:

Absoluuttinen lopullinen viittaus on Intel 64- ja IA-32-arkkitehtuurin ohjelmistokehittäjän käsikirjat. Ne tarkentavat arkkitehtuurien välisiä muutoksia ja ne ovat erinomainen resurssi x86-arkkitehtuurin ymmärtämiseen.

Suosittelisin, että lataat yhdistetyt volyymit 1–3C (ensimmäinen latauslinkki yllä olevalla sivulla). Osa 1, luku 2.2 sisältää haluamasi tiedot.

Joitakin yleisiä eroja, jotka on lueteltu tässä luvussa ja jotka kulkevat Core-laitteesta Nehalem / Sandy Bridge -grafiikkaan, ovat:

• Parempi haaraennuste, nopeampi toipuminen väärinkäytöstä
• HyperThreading-tekniikka
• Integroitu muistiohjain, uusi välimuistihierarkia
• Nopeampi liukuluku-poikkeus käsittely (vain Sandy Bridge)
• LEA-kaistanleveyden parantaminen (vain Sandy Bridge)
• AVX-ohjeiden laajennukset (vain Sandy Bridge)

Täydellinen luettelo löytyy yllä olevasta linkistä (Osa 1, luku 2.2).

Lue lisää tästä mielenkiintoisesta keskustelusta alla olevan linkin kautta!

Onko jotain lisättävää selitykseen? Ääni pois kommenteista. Haluatko lukea lisää vastauksia muilta tech-savvy Stack Exchange -käyttäjiltä? Tutustu koko keskusteluketjuun täällä.