Zakaj so novejše generacije procesorjev hitrejše pri isti hitrosti ure?

Morda vas zanima, kako so novejše generacije procesorjev lahko hitrejše pri isti hitrosti kot starejši procesorji. Je to le sprememba v fizični arhitekturi ali pa je nekaj več? Današnja objava za vprašanja in odgovore SuperUser ima odgovore na vprašanja radovednega bralca.

Današnja seja vprašanj in odgovorov prihaja z namenom SuperUser-a, ki je del skupine Stack Exchange, ki temelji na skupnostih spletnih mest za vprašanja in odgovore.

Fotografija je odobrena s Rodrigo Senna (Flickr).

Vprašanje

Bralnik SuperUser agz želi vedeti, zakaj so nove generacije procesorjev hitrejše pri isti hitrosti:

Zakaj bi bila na primer 2.66 GHz dual-core Core i5 hitrejša od 2.66 GHz Core 2 Duo, ki je tudi dual-core.?

Ali je to zaradi novih navodil, ki lahko obdelujejo informacije v manj ciklih? Katere so druge arhitekturne spremembe?

Zakaj so nove generacije procesorjev hitrejše pri isti hitrosti?

Odgovor

Sodelavci SuperUser David Schwartz in Breakthrough imajo odgovor za nas. Prvič, David Schwartz:

Ponavadi ni zaradi novejših navodil. To je samo zato, ker procesor zahteva manj ciklov navodil za izvajanje istih navodil. To je lahko zaradi številnih razlogov:

1. Veliki predpomnilniki pomenijo manj časa, ki ga je treba zapraviti, če čakamo na spomin.
2. Več izvedbenih enot pomeni manj časa, ki čakajo na začetek delovanja na navodilih.
3. Boljše napovedovanje vej pomeni manj časa, ki se zapravlja špekulativno z izvajanjem navodil, ki jih nikoli ni treba izvesti.
4. Izboljšave enote izvajanja pomenijo manj časa, ki čakajo na dokončanje navodil.
5. Krajši cevovodi omogočajo hitrejše polnjenje cevovodov.

In tako naprej.

Sledi odgovor iz Preboj:

Popolna dokončna referenca so priročniki za razvijalce programske opreme Intel 64 in IA-32. Podrobno opisujejo spremembe med arhitekturami in so odličen vir za razumevanje arhitekture x86.

Priporočam vam, da prenesete kombinirane zvezke od 1 do 3C (prva povezava za prenos na strani, ki je povezana zgoraj). Zvezek 1, poglavje 2.2 vsebuje želene informacije.

Nekatere splošne razlike, navedene v tem poglavju, ki segajo od jedra do mikro arhitekture Nehalem / Sandy Bridge, so:

• Izboljšano napovedovanje vej, hitrejše okrevanje od napačne napovedi
• HyperThreading Technology
• Integrirani pomnilniški krmilnik, nova hierarhija predpomnilnika
• Hitrejše ravnanje z izjemo pri plavajočih točkah (samo Sandy Bridge)
• Izboljšanje pasovne širine LEA (samo Sandy Bridge)
• Razširitve ukazov AVX (samo Sandy Bridge)

Celoten seznam najdete na zgornji povezavi (zvezek 1, poglavje 2.2)..

Preberite več o tej zanimivi razpravi preko spodnje povezave!

Imate kaj dodati pojasnilu? Zvok v komentarjih. Želite prebrati več odgovorov drugih uporabnikov tehnologije Stack Exchange? Oglejte si celotno nit razprave tukaj.