▷ Что такое процессор ipc

В современных компьютерах инструкции за цикл, или также известные как IPC, являются очень важным аспектом производительности процессора. Эта концепция представляет среднее число команд, выполняемых для каждого тактового цикла процессора, поэтому чем оно выше, тем мощнее будет процессор. В этой статье мы объясняем все, что имеет отношение к ИПЦ.

Указатель содержания

Что такое CPI процессора, как он рассчитывается и насколько он важен?

Вычисление IPC выполняется путем запуска набора кода, вычисления количества инструкций на уровне машины, необходимых для его выполнения, а затем использования высокопроизводительных таймеров для вычисления количества тактов, необходимых для его завершения на реальном оборудовании., Конечный результат получается путем деления количества команд на количество тактов ЦП.

Количество команд в секунду и операций с плавающей запятой в секунду для процессора может быть получено путем умножения количества команд в такте на тактовую частоту (тактов в секунду в герцах) рассматриваемого процессора. Количество инструкций в секунду является приблизительным показателем вероятной производительности процессора.

Мы рекомендуем прочитать нашу статью о лучших процессорах на рынке

Количество команд, выполняемых за такт, не является постоянным для данного процессора, поскольку оно зависит от того, как конкретное исполняемое программное обеспечение взаимодействует с процессором и, в действительности, со всей машиной, особенно с иерархией памяти. Тем не менее, определенные характеристики процессора имеют тенденцию приводить к проектам, которые имеют значения IPC выше среднего, такие как наличие нескольких арифметических логических блоков и коротких каналов. При сравнении разных наборов команд более простой набор команд может привести к более высокому значению IPC, чем реализация более сложного набора команд, в котором используется та же технология чипа, однако чем больше набор команд Комплекс может выполнять более полезную работу с меньшим количеством инструкций.

Факторы, определяющие ИПЦ

Заданный уровень команд в секунду может быть достигнут с высокой IPC и низкой тактовой частотой (например, AMD Athlon и ранние серии Intel Core) или с низкой IPC и высокой тактовой частотой (например, Intel Pentium). 4). Оба являются допустимыми конструкциями процессоров, и выбор между ними часто зависит от истории, технических ограничений или маркетингового давления. Тем не менее, высокий IPC с высокой частотой обеспечивает лучшую производительность.

Циклические инструкции для нескольких процессоров.

Эти числа не являются значением IPC этих процессоров, но представляют теоретически возможную производительность с плавающей запятой. Обратите внимание, что цифры ниже представляют только логическую ширину SIMD-дисков процессора. Они не учитывают множественные каналы SIMD, присутствующие в большинстве архитектур, и не представляют основного архитектурного определения IPC, которое измеряет число средних скалярных инструкций, удаленных за цикл, как целые числа, числа с плавающей запятой и элемент управления.

процессор	Двойная точность DP IPC	Простая точность SP IPC
Intel Core и Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge и Intel Ivy Bridge	8	16
Intel Haswell и Intel Coffee Lake	16	32
Intel Ice Lake	?	?
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
AMD Bulldozer, AMD Piledriver и AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32
Intel Atom (Боннелл, Солтуэлл, Сильвермонт и Голдмонт)	2	4
AMD Bobcat	2	4
AMD Ягуар и Пума	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	SP элементы расширяются Ed для DP и обработано в тех же единицах
IBM PowerPC A2	4

Чтобы получить теоретическую оценку GFLOPS (миллиарды FLOPS) для данного ЦП, умножьте число в этой таблице на количество ядер, а затем на значение тактовой частоты (в ГГц) конкретной модели ЦП. Например, Coffee Lake i7-8700K теоретически обрабатывает 32 флопа с одинарной точностью за такт, имеет 6 ядер и базовую тактовую частоту 3, 7 ГГц, что дает 32 x 6 x 3, 7 = 710, 4 GFLOPS.

Важно отметить, что многопоточность не означает, что два потока могут работать на одном и том же ядре одновременно, совместно используя ресурсы конвейера. Вместо этого ЦПУ позволяет одному потоку использовать ядро, а другой ожидает поступления данных из памяти, как в случае нехватки кеша. Разработчик операционной системы может вернуть исходный поток в очередь, а затем вернуться к ЦП после восстановления данных.

Таким образом, эта функция не влияет на теоретическую производительность процессора с плавающей запятой, но в некоторых случаях она может помочь процессору приблизиться к этой производительности на практике в нескольких потоках. Как правило, большой журнал процессора показывает, как большое число процессоров может рассчитывать один раз. Количество записей также важно, так как они могут быть связаны на мгновение с некоторыми инструкциями.

МПК не единственное, что имеет значение на ПК

Полезная работа, которую можно выполнять с любым ПК, зависит от многих факторов, помимо скорости процессора. К этим факторам относятся архитектура набора команд, микроархитектура процессора и организация компьютерной системы, такие как проектирование системы хранения на диске, а также возможности и производительность других подключенных устройств, эффективность операционной системы и, прежде всего, главное, программное обеспечение.

Для пользователей и покупателей компьютерной системы инструкции часов не являются особенно полезным показателем производительности их системы. Для точного измерения производительности, относящейся к ним, тесты приложений гораздо более полезны. Знание об их существовании полезно, поскольку оно представляет собой простой для понимания пример того, почему тактовая частота не является единственным фактором, имеющим отношение к производительности оборудования.

Мы рекомендуем прочитать следующие руководства:

Пока что наша статья о процессоре IPC, мы надеемся, вы найдете его очень полезным.

Википедия источник