▷ Mi az ipc processzor?

A mai számítógépekben a ciklusonkénti utasítások, vagy IPC-kként is ismert utasítások a processzor teljesítményének nagyon fontos szempontjai. Ez a koncepció képviseli az egyes processzor óraciklusain végrehajtott utasítások átlagos számát, így minél nagyobb, annál erősebb lesz a processzor. Ebben a cikkben mindent elmagyarázunk a CPI-val kapcsolatban.

Tartalom index

Mi a processzor CPI, hogyan számolják ki és mennyire fontos?

Az IPC kiszámítását egy kódkészlet futtatásával végezzük, kiszámoljuk a kitöltéséhez szükséges gépi szintű utasításokat, majd nagy teljesítményű időzítőket használunk az óra valós hardveren történő teljesítéséhez szükséges óraszám-ciklusok kiszámításához.. A végeredmény az utasítások számának elosztása a CPU órajel-ciklusaival.

A processzoronkénti utasítások száma másodpercenként és a másodpercenkénti lebegőpontos műveletek elvégezhető úgy, hogy a ciklusonkénti utasítások számát megszorozzuk a kérdéses processzor órájának sebességével (másodpercenként ciklusban megadva, Hertz). A másodpercenkénti utasítások száma a processzor várható teljesítményének durva mutatója.

Javasoljuk, hogy olvassa el a piac legjobb processzorairól szóló cikket

Az óránként végrehajtott utasítások száma nem állandó az adott processzor számára, mivel attól függ, hogy az adott végrehajtandó szoftver hogyan működik együtt a processzorral, sőt az egész gépen, különösen a memóriahierarchiával. Bizonyos processzorjellemzők azonban általában olyan tervekhez vezetnek, amelyek átlag feletti IPC-értékekkel rendelkeznek, például több aritmetikai logikai egység és rövid csövek jelenléte esetén. A különféle utasításkészletek összehasonlításakor az egyszerűbb utasításkészlet magasabb IPC-számhoz vezethet, mint egy összetettebb utasításkészlet végrehajtásakor, amely ugyanazt a chipekutatási technológiát használja, bár a több utasításkészlet a komplex hasznosabb munkát végezhet kevesebb utasítás segítségével.

A fogyasztói árindexet befolyásoló tényezők

Egy adott szintű utasítás másodpercenként elérhető magas IPC-vel és alacsony órasebességgel (például AMD Athlon és korai Intel Core sorozat), vagy alacsony IPC-vel és nagy órajel-sebességgel (például Intel Pentium) 4). Mindkettő érvényes processzor-terv, és a kettő közötti választás gyakran a történelemtől, a műszaki korlátoktól vagy a marketing nyomásától függ. A magas teljesítmény magas IPC-vel biztosítja a legjobb teljesítményt.

Ciklikus utasítások több processzor számára.

Ezek a számok nem ezeknek a CPU-knak az IPC-értéke, hanem az elméletileg lehetséges lebegőpontos teljesítményt képviselik. Felhívjuk figyelmét, hogy az alábbi számok csak a processzor SIMD meghajtóinak logikai szélességét mutatják. Nem veszik figyelembe a legtöbb architektúrában jelen lévő többszörös SIMD csöveket, és nem képviselik az IPC fő építészeti definícióját, amely méri a ciklusonként eltávolított átlagos skaláris utasítások számát, mind egész számot, mind lebegőpontot, mind pedig a vezérlést.

CPU	Kettős pontosságú DP IPC	Egyszerű precíziós SP IPC
Intel Core és Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge és Intel Ivy Bridge	8	16
Intel Haswell és Intel Coffee Lake	16	32
Intel Ice Lake	?	?
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
AMD Bulldozer, AMD Piledriver és AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32
Intel Atom (Bonnell, Saltwell, Silvermont és Goldmont)	2	4
AMD Bobcat	2	4
AMD Jaguar és 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	Az SP elemek kiterjednek Ed a DP-hez és feldolgozott ugyanazon egységekben
IBM PowerPC A2	4

Ahhoz, hogy egy adott CPU-ra elméleti GFLOPS besorolást (milliárd FLOPS-t) kapjunk, szorozzuk meg a táblázatban szereplő számot a magok számával, majd az adott CPU-modell értékórájával (GHz-ben). Például egy Coffee Lake i7-8700K elméletileg 32 egyedi pontosságú papírt kezel ciklusonként, 6 maggal és 3, 7 GHz bázisórával rendelkezik , ami 32 x 6 x 3, 7 = 710, 4 GFLOPS-t eredményez.

Fontos megjegyezni, hogy a többszálú menet nem jelenti azt, hogy két szál egyazon magon működhet egyszerre, megosztva a csővezeték erőforrásait. Ehelyett a CPU lehetővé teszi az egyik szál számára, hogy a kernelt használja, míg egy másik várakozik az adatok memóriából való származására, például a gyorsítótár meghibásodása esetén. Az operációs rendszer fejlesztője visszatérheti az eredeti szálat a sorba, majd az adatok helyreállítása után visszatérhet a CPU-hoz.

Ezért ez a szolgáltatás nincs hatással a CPU elméleti lebegőpontos teljesítményére, de bizonyos esetekben segíthet a CPU-nak közelebb állni ehhez a teljesítményhez, több szálban, a gyakorlatban. Általában a nagy processzornapló megmutatja, hogy a nagy processzorszám mikor számolható egyszer. A rekordok száma szintén fontos, mivel egy pillanatra összekapcsolhatók bizonyos utasításokkal.

Az IPC nem az egyetlen, ami számít a PC-n

Bármely számítógéppel elvégezhető hasznos munka a processzor sebességén túl sok tényezőtől is függ. Ezek a tényezők magukban foglalják az utasításkészlet architektúráját, a processzor mikroarchitektúráját és a számítógépes rendszer felépítését, például a lemeztároló rendszer tervezését és más csatlakoztatott eszközök képességeit és teljesítményét , az operációs rendszer hatékonyságát, és mindenekelőtt, ami a legfontosabb, a szoftver.

A számítógépes rendszer felhasználói és vásárlói számára az órájú utasítások nem különösebben hasznos mutatók rendszerük teljesítményére. A számukra releváns teljesítmény pontos mérése érdekében az alkalmazási referenciaértékek sokkal hasznosabbak. Létezésük ismerete hasznos, mivel könnyen érthető példát ad arra, hogy miért nem az óra sebessége az egyetlen tényező a berendezés teljesítményében.

Javasoljuk, hogy olvassa el a következő útmutatásokat:

Eddig az IPC processzoráról szóló cikkünkben reméljük, hogy nagyon hasznosnak találja.

Wikipedia forrás