Perché le nuove generazioni di processori sono più veloci alla stessa velocità di clock?
Potresti essere curioso di sapere come le nuove generazioni di processori sono in grado di essere più veloci alle stesse velocità di clock dei processori più vecchi. Sono solo cambiamenti nell'architettura fisica o è qualcosa di più? Il post di Q & A di SuperUser di oggi ha le risposte alle domande di un lettore curioso.
La sessione di domande e risposte di oggi ci viene fornita per gentile concessione di SuperUser, una suddivisione di Stack Exchange, un raggruppamento di siti Web di domande e risposte.
Foto per gentile concessione di Rodrigo Senna (Flickr).
La domanda
Il lettore SuperUser agz vuole sapere perché le nuove generazioni di processori sono più veloci alla stessa velocità del clock:
Perché, ad esempio, un core i5 dual-core da 2,66 GHz essere più veloce di un Core 2 Duo a 2,66 GHz, che è anche dual-core?
Ciò è dovuto a nuove istruzioni che possono elaborare le informazioni in un numero inferiore di cicli di clock? Quali altre modifiche architettoniche sono coinvolte?
Perché le nuove generazioni di processori sono più veloci alla stessa velocità del clock?
La risposta
I contributori SuperUser David Schwartz e Breakthrough hanno la risposta per noi. Primo, David Schwartz:
Di solito, non è a causa di nuove istruzioni. È solo perché il processore richiede meno cicli di istruzioni per eseguire le stesse istruzioni. Questo può essere per un gran numero di motivi:
- Cache di grandi dimensioni significano meno tempo sprecato in attesa di memoria.
- Più unità di esecuzione significano meno tempo in attesa di iniziare a lavorare su un'istruzione.
- Una migliore previsione dei rami significa meno tempo perso
- Miglioramenti delle unità di esecuzione significano meno tempo in attesa di completamento delle istruzioni.
- Pipeline più brevi significa che le tubazioni si riempiono più velocemente.
E così via.
Seguito dal risposta da Breakthrough:
Il riferimento definitivo assoluto è il Manuale per gli sviluppatori di software Intel 64 e IA-32 Architectures. Descrivono in dettaglio le modifiche tra le architetture e rappresentano un'ottima risorsa per comprendere l'architettura x86.
È consigliabile scaricare i volumi combinati da 1 a 3C (primo collegamento di download nella pagina collegata sopra). Volume 1, capitolo 2.2 contiene le informazioni desiderate.
Alcune delle differenze generali elencate in quel capitolo, che vanno dalle micro-architetture Core a Nehalem / Sandy Bridge sono:
- Predizione di ramo migliorata, recupero più rapido da errata previsione
- Tecnologia HyperThreading
- Controller di memoria integrato, nuova gerarchia di cache
- Gestione di eccezioni in virgola mobile più rapida (solo Sandy Bridge)
- Miglioramento della larghezza di banda LEA (solo Sandy Bridge)
- Estensioni di istruzioni AVX (solo Sandy Bridge)
L'elenco completo è disponibile nel link sopra riportato (Volume 1, Capitolo 2.2).
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