22. Определение производительности процессора. Производительность процессоров
Cледует учитывать, что производительность компа зависит не только от "железа", но и от умения программиста использовать его особенности в программе, которая будет работать на том или ином "железе". Одна и та же программа, написанная разными программистами, покажет существенно разные показатели по производительности. Кроме того, конкретные задачи, которые выполняются на компьютере, по-разному загружают процессор, кэш, системную шину, память и периферию.
Общие сведения Основными техническими показателями процессора являются: 1. частота системной шины; 2. разрядность системной шины; 3. коэффициент умножения. Частота системной шины показывает, какое количество бит данных может быть передано в процессор за одну секунду. Например, если частота шины 200 МГц это означает, что за 1 секунду может быть передано в процессор 200 Мбит. Разрядность системной шины показывает число каналов для передачи данных в процессор (чаще всего бывает 32 и 64). Например, если частота системной шины 200 МГц, а разрядность 32, то пропускная способность составит (200*32)/8=800 Мб/c. Коэффициент умножения показывает, во сколько раз процессор работает быстрее, чем шина, на которой он установлен. Например, при частоте шины 200 МГц и коэффициентом умножения 15 получаем тактовую частоту процессора 3000 МГц.
Теперь необходимо ввести такое понятие как сложность задачи. То есть любой задаче, которая выполняется на компьютере, может быть присвоен свой коэффициент сложности от 1 до 8. К самым сложным задачам относят преобразование файла из одного формата в другой, и расчет точки в трехмерном пространстве (современные игры-стратегии, работа с 3D-графикой). При этом сложность задачи соответствует коэффициенту умножения процессора. Например, процессор с тактовой частотой 1600 МГц и частотой системной шины 200 МГц, при поступлении в него задачи с 8 коэффициентом сложности в виде 200 Мбит, справится с ней за одну секунду.
23.Технологии повышения производительности и энергосбережения процессоров.
Для повышения быстродействия процессоров, как центрального, так и графического, разгон сводится к повышению тактовой частоты. Для повышения быстродействия памяти (в том числе видеопамяти) — к повышению тактовой частоты и понижению таймингов. Для повышения частоты работы процессоров и памяти используются как встроенные функции BIOS, так и программные средства. В большинстве случаев рост тактовой частоты центрального и графического процессоров, а также модулей памяти сопровождается увеличением рассеиваемой мощности, что приводит к росту температуры разогнанных компонентов
Методы увеличения производительности процессора. 1. Применение математического сопроцессора для работы с действительными числами, у которого есть 80-разрядные регистры. 2. Повышение тактовой частоты. 3. Повышение разрядности процессора. 4. Внутреннее умножение частоты - внешние операции процессор выполняет с одной частотой, а внутренние операции - с другой, более высокой. 5. Кэширование памяти. 6. Конвейерная обработка данных.
Управление электропитанием – интегрированный подход к энергосбережению в масштабах всей системы (на уровне аппаратных средств и программного обеспечения). Это означает, что компьютерная система, в полном объеме поддерживающая управление электропитанием и энергосбережение, должна включать как аппаратную, так и программную поддержку для следующих функций:
Повышение или понижение тактовой частоты влияет на энергопотребление почти в прямо пропорциональной зависимости, а от напряжения зависимость квадратичная. Именно по этой причине увеличение напряжения всегда более существенно сказывается на энергопотреблении, чем повышение тактовой частоты.
Использование технологии Turbo Boost — технология компании Intel для автоматического увеличения тактовой частоты процессора свыше номинальной, если при этом не превышаются ограничения мощности, температуры и тока в составе расчетной мощности (TDP). Это приводит к увеличению производительности однопоточных и многопоточных приложений.
Частоту процессора можно понизить путем уменьшения частоты системной шины. Итоговая частота процессора является результатом умножения частоты шины на так называемый множитель процессора. Замедление процессора вы можете осуществить, просто уменьшив множитель.