Megahertz efsanesi - Megahertz myth

Megahertz mit veya daha fazla yeni vakalarda gigahertz mit sadece kullanmanın yanlış kanı belirtir saat hızı (ölçülen örneğin megahertz veya gigahertz ) farklı performansını karşılaştırmak için mikroişlemci . Saat hızları, aynı model ve işlemci tipinin farklı hızlarının performansını karşılaştırmanın geçerli bir yolu olsa da, yürütme birimlerinin miktarı , boru hattı derinliği , önbellek hiyerarşisi , dal tahmini ve talimat setleri gibi diğer faktörler performansı büyük ölçüde etkileyebilir. Farklı işlemciler düşünüldüğünde. Örneğin, bir işlemci, iki alabilir saat döngüsünde başka bir işlemci, iki saat devrinde aynı hesaplama yapmak oysa, üçüncü bir sayı ile çarpın iki numara ve bir saat çevrimi ekleyin. Performans, görevin türüne bağlı olarak değiştiğinden, farklı işlemci türleri arasında karşılaştırma yapmak zordur. Bir kıyaslama , bilgisayar performansını ölçmenin ve karşılaştırmanın daha kapsamlı bir yoludur .

Efsane, 1984'te Apple II ile IBM PC'yi karşılaştırırken başladı . Tartışma, Intel 8088 işlemcisinin Apple'da kullanılan MOS Teknolojisi 6502'nin saat hızının kabaca 4,7 katı saat hızına sahip olması nedeniyle, PC'nin Apple II'den beş kat daha hızlı olduğuydu . Ancak asıl önemli olan, bir makinenin talimatlarının ne kadar ince bölünmüş olduğu değil, verilen bir görevi tamamlamanın ne kadar sürdüğüdür. LDA # (Biriktiriciyi Anında Yükle) talimatını göz önünde bulundurun. Bir 6502'de bu talimat iki saat döngüsü veya 1 MHz'de 2 μs gerektirir. 4.77 MHz 8088'in saat döngüleri daha kısa olmasına rağmen, LDA # en az 4 tanesine ihtiyaç duyar, bu nedenle en az 4 / 4.77 MHz = 0.84 μs alır. Bu nedenle, en iyi ihtimalle, bu talimat orijinal IBM PC'de Apple II'ye göre yalnızca 2 kat daha hızlı çalışır.

Tarih

Arka plan

X86 CISC tabanlı CPU mimarisi , Intel 1978 yılında tanıtılan için standart olarak kullanıldı DOS tabanlı IBM PC ve bunun gelişmeler hala hakim olmaya devam Microsoft Windows pazar. Bir IBM RISC tabanlı mimari kullanıldı PowerPC CPU 1994 yılında 1992 yılında yayınlandı Apple Computer tanıtılan Macintosh bu PowerPC işlemcileri kullanarak bilgisayarları. Başlangıçta bu mimari performans umutlarını karşıladı ve genellikle aynı saat hızında farklı performanslar sunan farklı PowerPC CPU'ları geliştirildi. Benzer şekilde, o sırada Intel 80486 , aynı saat hızında 80486'nın neredeyse iki katı performans sağlayan Pentium'un yanında satıyordu .

Efsanenin Yükselişi

Efsane, saat hızının genellikle işlemci performansının basit bir ölçüsü olarak alınmasından ve reklamlarda ve meraklılar tarafından diğer faktörler hesaba katılmadan tanıtılmasından kaynaklandı. Terim, PowerPC tabanlı Apple Macintosh bilgisayarları Intel tabanlı bilgisayarlarla karşılaştırma bağlamında kullanılmaya başlandı. Efsaneye dayalı pazarlama, saat hızına gerçek performanstan daha yüksek öncelik verilmesine yol açtı ve AMD'nin , gerçek saat hızlarında algılanan bir eksikliğin üstesinden gelmek için karşılaştırmalı performansa dayalı bir kavramsal saat hızı veren model numaralarını tanıtmasına yol açtı .

Efsanenin modern uyarlamaları

Çok iş parçacıklı ve çok çekirdekli işlemcilerin ortaya çıkmasıyla birlikte, efsane, çok çekirdekli işlemcilerde performansın ölçülmesiyle ilgili daha fazla yanlış anlaşılmaya neden oldu. Doğru bilgiye sahip olmayan bazı kişiler, 3 GHz hızında çalışan dört çekirdekli bir işlemcinin toplam 12 GHz değerinde CPU performansı ile sonuçlanacağına inanır. Diğerleri, her bir çekirdeğin 750 MHz'de çalıştığı genel performansın aslında 3 GHz olduğunu söyleyebilir. Bu fikirlerin ikisi de yanlıştır. Genellikle bu karşılaştırmaları yapan aynı kullanıcı, her durumda döngü başına aynı miktarda iş yapmayacak olan birden fazla CPU markasını karşılaştıracaktır. Boru hattı derinliği gibi mikro mimari özellikler performansta aynı rolü oynarken, paralel işleme tasarımı resme başka bir faktör getiriyor: yazılım verimliliği.

Kötü yazılmış bir programın tek çekirdekli bir sistemde bile kötü çalışacağı doğrudur , ancak doğrusal bir tarzda tasarlanmış iyi yazılmış bir program bile tek çekirdekli bir sistemde çoğu zaman (her zaman değilse bile) tek çekirdekli bir sistemde daha iyi performans gösterecektir. kendi başına çalıştırıldığında çok çekirdekli . Bir sistemin genel performansı, sadece işlemci çekirdeği miktarı ve saat hızları karşılaştırılarak değerlendirilemez, sistemde çalışan yazılım da gözlemlenen hızın önemli bir faktörüdür. Saat hızının önemi efsanesi, bir bilgisayar sisteminin hızını nasıl değerlendirecekleri konusunda birçok insanın kafasını karıştırdı.

Efsaneye meydan okumalar

PowerPC ve Pentium arasındaki karşılaştırmalar, Apple sunumlarının temelini oluşturmuştu. At New York Macworld Expo Keynote 18 Temmuz 2001 tarihinde, Steve Jobs bir 867 anlatılan  MHz  G4 1,7 iken 45 saniye içinde bir görevi tamamlama gibi  GHz Pentium 4 söyleyerek aynı görev için 82 saniye sürdü "bu ismi bizim birlikte' verilen megahertz efsanesidir". Daha sonra , daha kısa işlem hatlarının yarım saat hızında nasıl daha iyi performans verdiğini açıklayan bir eğitim veren kıdemli donanım Başkan Yardımcısı Jon Rubinstein'ı tanıttı . Çevrimiçi çizgi film Joy of Tech daha sonra Rubinstein'ın eğitiminden esinlenen bir dizi çizgi film sundu.

Intel kendi hız sınırına ulaştı

Yaklaşık 1995'ten 2005'e kadar Intel, Pentium ana akım işlemcilerinin reklamını, AMD gibi rakip ürünlere kıyasla, yalnızca saat hızına göre yaptı. Basın makaleleri, bilgisayar işlemcilerinin önümüzdeki birkaç on yıl içinde sonunda 10 ila 20 gigahertz kadar hızlı çalışabileceğini öngörmüştü.

Bu, Pentium Extreme Edition'ın yaklaşık 4 gigahertz'lik hızlarda çalışan termal dağılım sınırlarına ulaştığı yaklaşık 2005 yılına kadar devam etti . İşlemci, ısıyı hızla uzaklaştırmak için çipin içine yerleştirilmiş mikroakışkan soğutma kanalları gibi soğutma tasarımında karmaşık değişiklikler gerektirmeden daha hızlı gidemezdi.

Bunu, önceki Intel masaüstü işlemcilerine göre büyük bir değişiklik olan ve aynı performansı korurken işlemci saatinde yaklaşık %50'lik bir azalmaya izin veren Core 2 masaüstü işlemcisinin 2006 yılında piyasaya sürülmesi izledi .

Core 2 , enerji verimliliğinin ham güçten daha önemli olduğu Pentium M mobil işlemcisinde başlangıç ​​yaptı ve başlangıçta Pentium 4 ve Pentium D' de bulunmayan güç tasarrufu seçenekleri sundu .

frekansları yükseltmek

NetBurst mikro mimarisinin ve 3+ GHz CPU'larının çöküşünden sonraki yıllarda , mikroişlemci saat hızları, başlangıçta yaklaşık 1 GHz düştükten sonra yavaş yavaş artmaya devam etti. Üretim süreçlerinde ve güç yönetiminde (özellikle, çekirdek başına saat hızlarını ayarlama yeteneği) birkaç yıllık ilerlemeler, eski NetBurst Pentium 4s ve Pentium Ds kadar yüksek veya daha yüksek saat hızlarına izin verdi, ancak çok daha yüksek verimlilik ve performansa sahipti. . 2018 itibariyle, birçok Intel mikroişlemcisi 4 GHz temel saat hızını aşabilmektedir (örneğin, Intel Core i7-7700K ve i3-7350K, 4,20 GHz temel saat hızına sahiptir).

2011'de AMD, ilk Buldozer tabanlı AMD FX CPU'ların piyasaya sürülmesiyle x86 mikroişlemciler için 4 GHz bariyerini kırmayı başardı . Haziran 2013'te AMD, 5.0 GHz'e kadar hızlara ulaşabilen FX-9590'ı piyasaya sürdü, ancak güç kullanımı ve ısı çıkışı ile ilgili benzer sorunlar geri döndü.

Intel Core i9-10900KF, turbo boost ile 5.3 ghz'e ulaşabilir.

Ne Intel ne de AMD, sektör genelinde 4 GHz ve 5 GHz engellerini aşan ilk mikroişlemciyi üretmedi. IBM z10 2008 yılında 4.4 GHz elde ve IBM z196 ardından 2010 yılında 5.2 GHz elde z12 Sonbahar 2012'de 5.5 GHz elde.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar