Зашто ЦПУ језгра имају исту брзину уместо различитих?

Ако сте икада направили много поређења за нови ЦПУ, можда сте приметили да све језгре имају брзину, а не комбинацију различитих. Зашто је то? Данашњи пост СуперУсер К&А има одговор на питање знатижељног читаоца.

Данашња сесија питања и одговора долази нам захваљујући СуперУсер-у - подјела Стацк Екцханге-а, груписане од стране заједнице веб-локација за питања и одговоре.

Питање

Читач СуперУсер-а Јамие жели да зна зашто све језгре процесора имају исту брзину умјесто различитих:

Уопштено, ако купујете нови рачунар, одредили бисте који процесор купите на основу очекиваног оптерећења рачунара. Перформансе у видео играма имају тенденцију да се одређују брзином једног језгра, док се апликације као што је уређивање видеа одређује бројем језгара. Што се тиче онога што је доступно на тржишту, чини се да сви процесори имају отприлике исту брзину, а главне разлике су више нити или више језгара..

На пример:

• Интел Цоре и5-7600К, базна фреквенција 3.80 ГХз, 4 језгре, 4 нити
• Интел Цоре и7-7700К, базна фреквенција 4,20 ГХз, 4 језгре, 8 нити
• АМД Ризен 5 1600Кс, базична фреквенција 3.60 ГХз, 6 језгара, 12 нити
• АМД Ризен 7 1800Кс, базна фреквенција 3.60 ГХз, 8 језгара, 16 нити

Зашто видимо овај образац повећања језгара, али све језгре имају исту брзину? Зашто нема варијанти са различитим брзинама такта? На пример, две “велике” језгре и много малих језгара.

Уместо, рецимо, четири језгре на 4.0 ГХз (тј. 4 × 4 ГХз, 16 ГХз максимум), како о ЦПУ-у са двије језгре које раде на 4.0 ГХз и четири језгре на 2.0 ГХз (тј. 2 × 4.0 ГХз + 4 × 2.0) ГХз, 16 ГХз максимум)? Да ли би друга опција била једнако добра у једном навоју, али потенцијално боље код вишеструких радних оптерећења?

Ја то питам као опште питање, а не конкретно у вези са горе наведеним ЦПУ-овима или о неком специфичном радном оптерећењу. Само сам знатижељан зашто је образац такав какав је.

Зашто ЦПУ језгра имају исту брзину уместо различите?

Одговор

Доприносник СуперУсер-а бвДрацо има одговор за нас:

То је познато као хетерогена вишеструка обрада (ХМП) и широко је прихваћена од стране мобилних уређаја. У АРМ базираним уређајима који имплементирају биг.ЛИТТЛЕ, процесор садржи језгре с различитим перформансама и профилима снаге, тј. Неке језгре се покрећу брзо, али црпе пуно енергије (бржа архитектура и / или виши тактови), док су друге енергетски учинковите али споре ( спорија архитектура и / или нижи сатови). Ово је корисно зато што потрошња енергије расте непропорционално док повећавате перформансе када пређете преко одређене тачке. Идеја је да добијете перформансе када вам је потребна и трајање батерије када то не учините.

На десктоп платформама, потрошња енергије је много мање проблем, тако да ово није заиста потребно. Већина апликација очекује да свако језгро има сличне карактеристике перформанси, а процеси планирања за ХМП системе су много сложенији од планирања за традиционалне симетричне мулти-процессинг (СМП) системе (технички, Виндовс 10 има подршку за ХМП, али је углавном намењен за мобилне уређаје) уређаји који користе АРМ биг.ЛИТТЛЕ).

Такође, већина десктоп и лаптоп процесора данас није термички или електрично ограничена на тачку где неке језгре морају да раде брже од других, чак и за кратке бурстове. У основи смо погодили зид како брзо можемо направити појединачне језгре, тако да замјена неких језгара споријим језграма неће допустити да преостала језгра раде брже.

Иако постоји неколико десктоп процесора који имају једну или две језгре способне да раде брже од других, ова могућност је тренутно ограничена на одређене веома напредне Интел процесоре (познате као Турбо Боост Мак технологија 3.0) и само укључује незнатно повећање перформансе за оне језгре које могу да раде брже.

Иако је свакако могуће дизајнирати традиционални к86 процесор са великим и брзим језграма и мањим, споријим језгрима да би се оптимизовало за радна оптерећења са много навоја, то би додало значајну сложеност дизајну процесора и апликације су мало вероватно да ће их правилно подржати.

Узмимо хипотетички процесор са два језгра Каби Лаке (7. генерације) и осам спорих Голдмонт (Атом) језгара. Имали бисте укупно 10 језгара, а тешко оптерећена радна оптерећења која су оптимизирана за ову врсту процесора могла би се показати као добитак у перформансама и ефикасности у односу на нормални Каби Лаке процесор. Међутим, различити типови језгара имају дивље различите нивое перформанси, а споре језгре не подржавају чак ни неке од наредби које подржавају брзе језгре, као што је АВКС (АРМ избјегава овај проблем захтијевајући и велика и мала језгра да подрже исте инструкције). ).

Поново, већина вишенитних апликација заснованих на оперативном систему Виндовс претпоставља да свако језгро има исти или скоро исти ниво перформанси и може да извршава исте инструкције, тако да ће ова врста асиметрије вероватно резултирати перформансама које су мање од идеалне, можда чак и руши ако користи инструкције које не подржавају спорије језгре. Иако је Интел могао да модификује споре језгре да би додао напредну подршку за инструкције тако да сва језгра могу да изврше сва упутства, то не би решило проблеме са софтверском подршком за хетерогене процесоре.

Другачији приступ дизајну апликација, ближе ономе о чему вјеројатно размишљате у вашем питању, користио би ГПУ за убрзавање високо паралелних дијелова апликација. То се може урадити помоћу АПИ-ја као што су ОпенЦЛ и ЦУДА. Што се тиче решења са једним чипом, АМД промовише хардверску подршку за ГПУ акцелерацију у својим АПУ-овима, која комбинује традиционални ЦПУ и интегрисани ГПУ високих перформанси у исти чип, као и Хетерогене Систем Арцхитецтуре. неколико специјализованих апликација.

Имате ли нешто да додате објашњењу? Звучи у коментарима. Желите ли прочитати више одговора од других технолошки паметних Стацк Екцханге корисника? Погледајте цео дискусију овде.

Имаге: Мирко Валтерманн (Флицкр)