▷ Mikä on prosessorin IPC

Nykypäivän tietokoneissa ohjeet sykliä kohti, tai tunnetaan myös nimellä IPC, ovat erittäin tärkeä osa prosessorin suorituskykyä. Tämä käsite edustaa kullekin suorittimen kellojaksolle suoritettujen ohjeiden keskimääräistä lukumäärää, joten mitä korkeampi se on, sitä tehokkaampi prosessori tulee. Tässä artikkelissa selitetään kaikki asiaankuuluvat kuluttajahintaindeksin kannalta.

Sisällysluettelo

Mikä on prosessorin kuluttajahintaindeksi, kuinka se lasketaan ja kuinka tärkeä se on?

IPC-laskutoimitus suoritetaan suorittamalla koodisarja, laskemalla koneen suorittamiseen tarvittavien konetason ohjeiden lukumäärä ja käyttämällä sitten korkean suorituskyvyn ajastimia laskeaksesi kellosyklien lukumäärä, joka tarvitaan sen suorittamiseen oikeassa laitteistossa.. Lopputulos saadaan jakamalla ohjeiden lukumäärä CPU-kellosyklien lukumäärällä.

Ohjeiden lukumäärä sekunnissa ja liukulukuoperaatioita sekunnissa prosessorille voidaan johtaa kertomalla käskyjen määrä jaksoa kohden kyseisen prosessorin kellonopeudella (jaksot sekunnissa hertseinä). Ohjeiden lukumäärä sekunnissa on karkea osoitin prosessorin todennäköisestä suorituskyvystä.

Suosittelemme lukemaan artikkeliamme markkinoiden parhaista prosessoreista

Kelloa kohden suoritettujen käskyjen lukumäärä ei ole vakio tietylle prosessorille, koska se riippuu siitä, kuinka tietty suoritettava ohjelmisto on vuorovaikutuksessa prosessorin ja todellakin koko koneen, etenkin muistihierarkian kanssa. Tietyt prosessorin ominaisuudet johtavat kuitenkin yleensä suunnitelmiin, joilla on keskimääräistä korkeammat IPC-arvot, kuten useiden aritmeettisten logiikkayksiköiden ja lyhyiden putkien läsnäolo. Kun verrataan eri käskyjoukkoja, yksinkertaisempi käskyjoukko voi johtaa korkeampaan IPC-lukuan kuin monimutkaisemman käskyjoukon toteuttaminen, joka käyttää samaa sirutekniikkaa, mutta mitä enemmän käskyjoukkoja monimutkainen voi suorittaa hyödyllisemmän työn vähemmällä ohjeella.

CPI: tä ohjaavat tekijät

Tietty määrä ohjeita sekunnissa voidaan saavuttaa suurella IPC: llä ja alhaisella kellonopeudella (kuten AMD Athlon ja aikaiset Intel Core -sarjat) tai alhaisella IPC: llä ja korkealla kellonopeudella (kuten Intel Pentium) 4). Molemmat ovat kelvollisia prosessorisuunnitelmia, ja valinta näiden kahden välillä riippuu usein historiasta, teknisistä rajoituksista tai markkinointipaineista. Korkea IPC ja korkea taajuus tarjoavat kuitenkin parhaan suorituskyvyn.

Vaihda ohjeet useille prosessoreille.

Nämä luvut eivät ole näiden CPU: iden IPC-arvoja, mutta edustavat teoreettisesti mahdollista liukulukujen suorituskykyä. Huomaa, että alla olevat numerot edustavat vain prosessorin SIMD-asemien loogisia leveyksiä. Ne eivät ota huomioon useimmissa arkkitehtuureissa olevia useita SIMD-putkia, eivätkä edusta IPC: n pääarkkitehtuurimääritelmää, joka mittaa keskimääräisiä skalaarikäskyjen lukumäärää, jotka poistetaan jaksoa kohden, sekä kokonaislukuja, liukulukuja että ohjausta.

CPU	Kaksinkertainen tarkkuus DP IPC	Yksinkertainen tarkkuus SP IPC
Intel Core ja Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge ja Intel Ivy Bridge	8	16
Intel Haswell ja Intel Coffee Lake	16	32
Intel Ice Lake	?	?
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
AMD Bulldozer, AMD Piledriver ja AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32
Intel Atom (Bonnell, Saltwell, Silvermont ja Goldmont)	2	4
AMD Bobcat	2	4
AMD Jaguar ja Puma	4	8
ARM Cortex-A7	1	8
ARM Cortex-A9	1	8
ARM Cortex-A15	1	8
ARM Cortex-A32	2	8
ARM Cortex-A35	2	8
ARM Cortex-A53	2	8
ARM Cortex-A57	2	8
ARM Cortex-A72	2	8
Qualcomm Krait	1	8
Qualcomm Kryo	2	8
IBM PowerPC A2	8	SP-elementit ulottuvat Ed DP: lle ja käsitelty samoissa yksiköissä
IBM PowerPC A2	4

Saadaksesi teoreettisen GFLOPS-luokituksen (miljardit FLOPS) tietylle CPU: lle, kerrotaan taulukon numero ytimien määrällä ja sitten tietyn CPU-mallin arvokellolla (GHz). Esimerkiksi Coffee Lake i7-8700K käsittelee teoreettisesti 32 yksittäistä tarkkuuden floppia jaksoa kohden, siinä on 6 ydintä ja 3, 7 GHz: n kantakello, mikä antaa sinulle 32 x 6 x 3, 7 = 710, 4 GFLOPS.

On tärkeätä huomata, että monisäikeisyys ei tarkoita, että kaksi säiettä voisi toimia samassa ytimessä samanaikaisesti, jakaen putkilinjaresursseja. Sen sijaan CPU sallii yhden säikeen käyttää ydintä, kun taas toinen odottaa datan tulevan muistista, kuten välimuistin puuttuessa. Käyttöjärjestelmän kehittäjä voi palauttaa alkuperäisen säikeen jonoon ja palata sitten CPU: lle, kun tiedot on palautettu.

Siksi tällä ominaisuudella ei ole vaikutusta CPU: n teoreettiseen liukulukun suorituskykyyn, mutta tietyissä tapauksissa se voi auttaa CPU: ta pääsemään lähemmäksi tätä suorituskykyä useissa säikeissä käytännössä. Yleensä suuri prosessoriloki näyttää kuinka suuret suorittimen numerot voivat laskea kerran. Tietueiden lukumäärä on myös tärkeä, koska ne voidaan kytkeä hetkeksi toisiinsa joidenkin ohjeiden avulla.

IPC ei ole ainoa asia, jolla on merkitystä tietokoneella

Hyödyllinen työ, joka voidaan tehdä millä tahansa tietokoneella, riippuu prosessorin nopeuden lisäksi monista tekijöistä. Näitä tekijöitä ovat käskyjoukkoarkkitehtuuri, prosessorin mikroarkkitehtuuri ja tietokonejärjestelmän organisointi, kuten levyn tallennusjärjestelmän suunnittelu ja muiden kytkettyjen laitteiden ominaisuudet ja suorituskyky, käyttöjärjestelmän tehokkuus ja ennen kaikkea, Tärkeintä on ohjelmisto.

Tietokonejärjestelmän käyttäjille ja ostajille kello-ohjeet eivät ole erityisen hyödyllinen osoitus järjestelmän suorituskyvystä. Sovelluksen vertailuarvot ovat paljon hyödyllisempiä heidän kannalta merkityksellisen suorituskyvyn tarkkaan mittaamiseen. Tieto niiden olemassaolosta on hyödyllistä, koska se tarjoaa helposti ymmärrettävän esimerkin siitä, miksi kellonopeus ei ole ainoa laitteen suorituskykyyn vaikuttava tekijä.

Suosittelemme lukemaan seuraavat oppaat:

Toistaiseksi artikkeli siitä, mikä prosessorin IPC on, toivomme sinun pitävän sitä erittäin hyödyllisenä.

Wikipedian lähde