26K подписчиков

Почему процессор с частотой 3ГГц может быть медленнее процессора с частотой 2ГГц?

10K прочитали

Всем привет, дорогие друзья. Сегодня наткнулся на человека, который неистово утверждал, что "чем выше частота процессора - тем лучше". Спорить я с ним не стал, но вот тему для статьи он мне подкинул. Действительно, многие до сих пор верят, что основной характеристикой процессора является именно частота. Давайте же разберемся, почему сегодня это не так.

https://regnum.ru/uploads/pictures/news/2018/01/23/regnum_picture_1516705414896297_normal.jpg
https://regnum.ru/uploads/pictures/news/2018/01/23/regnum_picture_1516705414896297_normal.jpg

Современные реалии

Прогресс не стоит на месте, и вот уже который год процессоры эволюционируют. Да, были времена, когда скорость работы процессора характеризовалась его частотой, но это были времена Pentium 4, про которые нужно забыть. Сегодня большинство программ умеют работать с несколькими ядрами, поэтому одной и важнейших характеристик процессора является количество ядер процессора, а также технология мультипоточности.

Если вкратце, то с этим все просто - большое количество ядер позволяет процессору обрабатывать больше потоков информации. Таким образом каждое ядро - своего рода процессор, который обрабатывает свой поток информации. Разбивание общего потока на несколько частей очень серьезно сказывается на скорости работы, но есть еще такая интересная штука, как гиперпоточность. Как она работает мы рассмотрели в этой статье, сейчас же объясню вкратце.

Одно ядро способно обрабатывать два потока информации, но физически его вычислительные способности остаются на одном уровне. Если на первом потоке происходит ошибка, то процессор, не дожидаясь ее решения, обрабатывает информацию со второго потока. Выигрыш производительности при этом - 10-20%

В прочем, количество ядер ничто, по сравнению с главной характеристикой процессора

Количество тактов на команду

Эта характеристика по сути говорит о том, сколько времени процессор потратит на выполнение одной команды. Это, собственно, и тот показатель, по которому можно безошибочно определить быстродействие процессора. Так к примеру, у нас есть ЦП с частотой 3ГГц, который выполняет команду X за 24 такта. В то же время, у нас есть другой ЦП с частотой 2ГГц, который выполняет эту команду за 16 тактов. Время выполнения задачи у процессоров будет одинаковое.

https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0875/0008a77c-66473c9b/img10.jpg
Теоретическое фото архитектуры процессора
https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0875/0008a77c-66473c9b/img10.jpg Теоретическое фото архитектуры процессора
http://download.intel.com/pressroom/kits/corei7/images/Nehalem_Die_Shot_3.jpg
А это - то, как выглядит архитектура процессора на практике (Кристалл под микроскопом)
http://download.intel.com/pressroom/kits/corei7/images/Nehalem_Die_Shot_3.jpg А это - то, как выглядит архитектура процессора на практике (Кристалл под микроскопом)

Поэтому судить именно по частоте о скорости процессора - полнейший бред, который в наших реалиях почти не живет, поскольку показатель разнится от архитектуры к архитектуре.

Как понять, какой процессор быстрее?

https://static.svyaznoy.ru/upload/kartinki/CPU/2.jpg
https://static.svyaznoy.ru/upload/kartinki/CPU/2.jpg

С основным разобрались, теперь разберемся еще сильнее. "Рабочая лошадка" процессора - транзистор, который либо 0, либо 1. Чем больше транзисторов в процессоре, тем больше информации он сможет обработать.

Количество ядер...

...Также влияет на производительность, причем очень серьезно. Это как бы распределение нагрузки на процессор, причем в современных реалиях игры и программы могут задействовать 8, 16, а некоторые - и 32 потока процессора. Не стоит этим пренебрегать.

Кэш-память

https://moyhomemaster.ru/wp-content/uploads/2019/08/Urovni-kesh-pamyati.jpg
https://moyhomemaster.ru/wp-content/uploads/2019/08/Urovni-kesh-pamyati.jpg

По сути "очень быстрая оперативка малого объема", в которой хранятся наиболее часто вызываемые команды. Чем больше кэша - тем лучше, однако это уже скорее второстепенная характеристика.

Частота в рамках одной архитектуры

Если говорить о процессорах, выпущенных в рамках одной архитектуры (и как следствие - имеющие одинаковую тактовую производительность), то да - ядра, частота и кэш - это главное. В рамках одной архитектуры правило "больше=лучше" все еще актуально, но надо помнить, что во всех остальных случаях определение скорости работы процессора только по его тактовой частоте - бред, и делать так ни в коем случае не надо. Если статья были полезной или интересной, то не забудь поставить лайк, а также подписаться на канал и оставить свой комментарий. Также есть группа ВК и Инстаграм, в которых море интересного контента!

Читайте также