I Bộ xử lý ipc là gì

Trong các máy tính ngày nay, các hướng dẫn trên mỗi chu kỳ, hay còn gọi là IPC, là một khía cạnh rất quan trọng của hiệu suất bộ xử lý. Khái niệm này đại diện cho số lượng lệnh trung bình được thực hiện cho mỗi chu kỳ xung nhịp của bộ xử lý, do đó, càng cao, bộ xử lý sẽ càng mạnh. Trong bài viết này, chúng tôi giải thích mọi thứ liên quan về CPI.

Chỉ số nội dung

CPI của bộ xử lý là gì, nó được tính như thế nào và nó quan trọng như thế nào?

Việc tính toán IPC được thực hiện bằng cách chạy một bộ mã, tính toán số lượng hướng dẫn cấp độ máy cần thiết để hoàn thành nó, sau đó sử dụng bộ định thời hiệu suất cao để tính số chu kỳ xung nhịp cần thiết để hoàn thành nó trên phần cứng thực.. Kết quả cuối cùng đến từ việc chia số lượng lệnh cho số chu kỳ xung nhịp CPU.

Số lượng hướng dẫn mỗi giây và các hoạt động điểm nổi mỗi giây cho bộ xử lý có thể được lấy bằng cách nhân số lượng lệnh trên mỗi chu kỳ với tốc độ xung nhịp (chu kỳ mỗi giây được đưa ra trong Hertz) của bộ xử lý được đề cập. Số lượng hướng dẫn mỗi giây là một chỉ số sơ bộ về hiệu suất có khả năng của bộ xử lý.

Chúng tôi khuyên bạn nên đọc bài viết của chúng tôi về bộ xử lý tốt nhất trên thị trường

Số lượng lệnh được thực thi trên mỗi đồng hồ không phải là hằng số cho một bộ xử lý nhất định, vì nó phụ thuộc vào cách phần mềm cụ thể được thực thi tương tác với bộ xử lý và thực sự, với toàn bộ máy, đặc biệt là với hệ thống phân cấp bộ nhớ. Tuy nhiên, một số đặc điểm bộ xử lý có xu hướng dẫn đến các thiết kế có giá trị IPC trên trung bình, chẳng hạn như sự hiện diện của nhiều đơn vị logic số học và đường ống ngắn. Khi so sánh các tập lệnh khác nhau, một tập lệnh đơn giản hơn có thể dẫn đến con số IPC cao hơn so với việc thực hiện một tập lệnh phức tạp hơn, sử dụng cùng một công nghệ chip, tuy nhiên tập lệnh nhiều hơn phức tạp có thể hoàn thành công việc hữu ích hơn với ít hướng dẫn hơn.

Các yếu tố chi phối CPI

Có thể đạt được mức hướng dẫn nhất định mỗi giây với IPC cao và tốc độ xung nhịp thấp (chẳng hạn như dòng AMD Athlon và Intel Core đời đầu) hoặc từ IPC thấp và tốc độ xung nhịp cao (như Intel Pentium 4). Cả hai đều là thiết kế bộ xử lý hợp lệ và sự lựa chọn giữa hai thường phụ thuộc vào lịch sử, các hạn chế kỹ thuật hoặc áp lực tiếp thị. Tuy nhiên, một IPC cao với tần số cao cung cấp hiệu suất tốt nhất.

Hướng dẫn chu trình cho nhiều bộ xử lý.

Những con số này không phải là giá trị IPC của các CPU này, nhưng đại diện cho hiệu suất điểm nổi về mặt lý thuyết có thể. Xin lưu ý rằng các số bên dưới chỉ đại diện cho độ rộng logic của các ổ SIMD của bộ xử lý. Chúng không chiếm nhiều ống SIMD có trong hầu hết các kiến ​​trúc, chúng cũng không đại diện cho định nghĩa kiến ​​trúc chính của IPC, đo số lượng lệnh vô hướng trung bình được loại bỏ trong mỗi chu kỳ, cả số nguyên, điểm nổi và điều khiển.

CPU	Độ chính xác kép DP IPC	SP IPC chính xác đơn giản
Intel Core và Intel Nehalem	4	8
Cầu Sandy Intel và Cầu Intel Ivy	8	16
Intel Haswell và Intel Coffee Lake	16	32
Hồ băng Intel	?	?
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
AMD Bulldozer, AMD Piledriver và AMD Steamler	12	24
AMD Ryzen	16	32
Intel Atom (Bonnell, Saltwell, Silvermont và Goldmont)	2	4
Mèo Bobcat	2	4
Jaguar AMD và 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
Eo biển Qualcomm	1	8
Qualcomm Kryo	2	8
IBM PowerPC A2	8	Yếu tố SP mở rộng Ed đến DP và xử lý trong cùng đơn vị
IBM PowerPC A2	4

Để có được xếp hạng GFLOPS lý thuyết (hàng tỷ FLOPS) cho một CPU nhất định, hãy nhân số trong bảng này với số lõi và sau đó bằng xung nhịp giá trị (tính bằng GHz) của một mô hình CPU cụ thể. Ví dụ, về mặt lý thuyết, Coffee Lake i7-8700K xử lý 32 flop chính xác duy nhất cho mỗi chu kỳ, nó có 6 lõi và xung nhịp cơ bản 3, 7 GHz. Điều này mang lại cho bạn 32 x 6 x 3, 7 = 710, 4 GFLOPS.

Điều quan trọng cần lưu ý là đa luồng không có nghĩa là hai luồng có thể hoạt động trên cùng một lõi đồng thời, chia sẻ tài nguyên đường ống. Thay vào đó, CPU cho phép một luồng sử dụng kernel, trong khi một luồng khác chờ dữ liệu đến từ bộ nhớ, như trong trường hợp thiếu bộ đệm. Nhà phát triển hệ điều hành có thể trả lại luồng gốc cho hàng đợi và sau đó quay lại CPU sau khi dữ liệu đã được phục hồi.

Do đó, tính năng này không ảnh hưởng đến hiệu năng điểm nổi lý thuyết của CPU, nhưng trong một số trường hợp nhất định, nó có thể giúp CPU tiến gần hơn đến hiệu suất đó, trong nhiều luồng, trong thực tế. Nói chung, nhật ký bộ xử lý lớn cho thấy số lượng bộ xử lý lớn có thể đếm một lần. Số lượng hồ sơ cũng rất quan trọng, vì chúng có thể được kết nối với nhau trong giây lát với một số hướng dẫn.

IPC không phải là điều duy nhất quan trọng trên PC

Công việc hữu ích có thể được thực hiện với bất kỳ PC nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố bên cạnh tốc độ của bộ xử lý. Các yếu tố này bao gồm kiến ​​trúc tập lệnh, kiến ​​trúc vi xử lý và tổ chức hệ thống máy tính, chẳng hạn như thiết kế hệ thống lưu trữ đĩa và khả năng và hiệu suất của các thiết bị được kết nối khác, hiệu quả của hệ điều hành và hầu hết, quan trọng là phần mềm.

Đối với người dùng và người mua hệ thống máy tính, hướng dẫn đồng hồ không phải là dấu hiệu đặc biệt hữu ích về hiệu suất của hệ thống của họ. Đối với một thước đo chính xác về hiệu suất liên quan đến chúng, điểm chuẩn ứng dụng hữu ích hơn nhiều. Kiến thức về sự tồn tại của chúng rất hữu ích vì nó cung cấp một ví dụ dễ hiểu về lý do tại sao tốc độ đồng hồ không phải là yếu tố duy nhất liên quan đến hiệu suất thiết bị.

Chúng tôi khuyên bạn nên đọc các hướng dẫn sau:

Cho đến nay bài viết của chúng tôi về IPC của bộ xử lý là gì, chúng tôi hy vọng bạn thấy nó rất hữu ích.

Nguồn Wikipedia