Ciò che determina le prestazioni di un microprocessore?

March 20

Ciò che determina le prestazioni di un microprocessore?


Per l'utente medio di computer, le prestazioni significa velocità. Un computer più veloce si comporta meglio. La maggior parte delle persone sa che l'unità di elaborazione centrale, o CPU, costituisce il "cervello" di un computer, in modo da ragione che, proprio come con tutto il computer, più veloce significa migliore. Ma quando si tratta di disegno CPU, "veloce" dipende da una serie di diverse capacità e limitazioni all'interno della CPU stessa e altrove all'interno del computer. Queste variabili determinano collettivamente quanto velocemente una CPU in grado di lavorare.

Frequenza di clock

processori centrali usano segnali elettrici temporizzati per eseguire operazioni sui dati. La frequenza di questi segnali determina la velocità di clock di una CPU, misurata in hertz. processori contemporanee hanno velocità nella gamma di gigahertz, o miliardi di cicli al secondo. In teoria, la velocità di clock della CPU più veloce del un più velocemente in grado di elaborare i dati. Di per sé, tuttavia, la velocità di clock non predice in modo affidabile le prestazioni della CPU a causa dei numerosi altri fattori che influiscono sulle prestazioni.

nascondiglio

processori centrali funzionano così veloce che non possono usare i dischi rigidi per memorizzare i dati. Invece, hanno a che fare con la RAM. RAM contiene i dati dal disco rigido in uno stato temporaneo in cui si può accedere molto più rapidamente. Per molti requisiti computazionali, anche RAM è troppo lenta. La distanza dalla CPU per la RAM pone un ostacolo significativo per la velocità delle prestazioni. Così, CPU utilizzano un "cache", una piccola quantità di memoria di alta qualità molto vicino alla CPU stessa --- volte direttamente all'interno della CPU. I negozi di cache frequentemente utilizzati dati in cui la CPU può accedere molto più rapidamente. Una dimensione della cache più elevata e una velocità di accesso alla cache più veloce sia di migliorare notevolmente le prestazioni della CPU. Questa memoria viene ad un premio, però, a causa di vincoli di progettazione e in tutto il processore centrale.

Altro Architettura

"Multi-threading" e "multi-core" processori in grado di migliorare le prestazioni della CPU tramite calcolo parallelo, o l'elaborazione dei dati simultanea. Queste innovazioni promettono di migliorare notevolmente l'efficienza di elaborazione della CPU senza generare le enormi quantità di calore in più che deriverebbe da aumentare la velocità di clock. Molti programmi software devono ancora sostenere pienamente il calcolo parallelo, ma quelli che non svolgono incredibilmente bene su macchine multi-core.

limitazioni

le prestazioni del processore centrale è influenzata da fattori esterni. cascami di calore dalla CPU, se non adeguatamente dissipato, provoca piccoli errori che prestazioni inferiori. Il front-side bus, la giunzione elettrica che collega il CPU per la RAM, ha una propria frequenza di funzionamento, che limita la quantità di dati veloci possono viaggiare tra i due componenti. RAM stessa ha una velocità di accesso che limita la quantità di dati veloci possono entrare e uscire. RAM ottiene la maggior parte dei dati dal disco rigido o altro supporto di memorizzazione come un DVD o flash. Tutti hanno i loro tempi di accesso e velocità di trasferimento dati. Ognuno di questi componenti possono creare colli di bottiglia che abbassano le prestazioni della CPU.