Potresti essere curioso di sapere come le nuove generazioni di processori siano 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 domande e risposte di SuperUser di oggi contiene le risposte alle domande di un lettore curioso.
La sessione di domande e risposte di oggi ci arriva per gentile concessione di SuperUser, una suddivisione di Stack Exchange, un raggruppamento guidato dalla comunità 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 di clock:
Perché, ad esempio, un Core i5 dual-core da 2,66 GHz sarebbe più veloce di un Core 2 Duo da 2,66 GHz, anch'esso dual-core?
Ciò è dovuto a istruzioni più recenti che possono elaborare le informazioni in meno cicli di clock? Quali altri cambiamenti architettonici sono coinvolti?
Perché le nuove generazioni di processori sono più veloci alla stessa velocità di clock?
La risposta
I collaboratori di SuperUser David Schwartz e Breakthrough hanno la risposta per noi. Il 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. Ciò può essere dovuto a numerosi motivi:
- Le cache di grandi dimensioni significano meno tempo sprecato in attesa di memoria.
- Più unità di esecuzione significano meno tempo di attesa per iniziare a operare su un'istruzione.
- Una migliore previsione dei rami significa meno tempo sprecato nell'esecuzione speculativa di istruzioni che non devono mai essere eseguite.
- I miglioramenti delle unità di esecuzione significano meno tempo in attesa del completamento delle istruzioni.
- Le condutture più corte significano che le condutture si riempiono più velocemente.
E così via.
Seguito dalla risposta di Breakthrough:
Il riferimento definitivo assoluto è il Manuali per sviluppatori software per architetture Intel 64 e IA-32 . Descrivono in dettaglio i cambiamenti tra le architetture e sono una grande risorsa per comprendere l'architettura x86.
Ti consiglio di scaricare i volumi combinati da 1 a 3C (primo link per il download nella pagina collegata sopra). Il volume 1, capitolo 2.2 contiene le informazioni desiderate.
Alcune differenze generali elencate in quel capitolo, passando dalle micro architetture Core a Nehalem / Sandy Bridge sono:
- Previsione dei rami migliorata, recupero più rapido da previsioni errate
- Tecnologia HyperThreading
- Controller di memoria integrato, nuova gerarchia della cache
- Gestione più rapida delle eccezioni in virgola mobile (solo Sandy Bridge)
- Miglioramento della larghezza di banda LEA (solo Sandy Bridge)
- Estensioni istruzioni AVX (solo Sandy Bridge)
L'elenco completo può essere trovato nel collegamento fornito sopra (Volume 1, Capitolo 2.2).
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