Hva bestemmer ytelsen til en mikroprosessor?

Hva bestemmer ytelsen til en mikroprosessor?


Til gjennomsnittlige PC-bruker, betyr ytelse fart. En raskere datamaskin utfører bedre. De fleste vet at sentralprosessorenhet, eller CPU, utgjør "hjernen" i en datamaskin, slik at de tenke at, akkurat som med hele datamaskinen, betyr raskere bedre. Men når det kommer til CPU design "fast", avhenger av en rekke forskjellige muligheter og begrensninger innenfor prosessoren seg selv og andre steder inne i maskinen. Disse variablene kollektivt bestemmer hvor fort en CPU kan arbeide.

Klokkefart

Sentrale prosessorer bruker tidsbestemte elektriske signaler til å utføre data operasjoner. Hyppigheten av disse signalene avgjør en CPU klokke hastighet, målt i hertz. Moderne prosessorer har hastigheter i gigahertz område, eller milliarder sykluser per sekund. I teorien, jo raskere en CPU-klokkefrekvens jo raskere kan den behandle data. Av seg selv, men klokkehastigheten ikke pålitelig forutsi din CPU ytelsen på grunn av de mange andre faktorer som påvirker ytelsen.

cache

Sentrale prosessorer jobber så fort at de ikke kan bruke harddisker til å lagre data. I stedet, de avtale med RAM. RAM inneholder data fra harddisken i en midlertidig tilstand hvor den kan nås mye raskere. For mange beregningskrav, er enda RAM svært langsom. Avstanden fra CPU til RAM utgjør en betydelig barriere for ytelse fart. Således CPUer utnytte en "buffer", en liten mengde av høy kvalitet hukommelse meget nær til CPU selv --- noen ganger direkte i CPU. Bufferen lagrer ofte brukte data der CPU kan få tilgang til det mye raskere. En høyere bufferstørrelse og en raskere cache tilgang hastighet både betraktelig bedre CPU-ytelsen. Dette minnet kommer på en premie, men på grunn av design begrensninger i og rundt den sentrale prosessoren.

andre Arkitektur

"Multi-threading" og "multi-core" prosessorer kan forbedre CPU ytelse gjennom parallell databehandling, eller samtidig databehandling. Disse nyvinningene lover å forbedre CPU behandling effektivitet uten å generere enorme mengder ekstra varme som ville følge av økt klokkehastighet. Mange programmer har ennå ikke full støtte for parallell databehandling, men de som utfører utrolig godt på multi-core maskiner.

begrensninger

Central prosessorytelse påvirkes av ytre faktorer. Spillvarme fra CPU, når ikke riktig utsvevende, forårsaker små feil som lavere ytelse. Den front-side bus, den elektriske krysset som forbinder CPU til RAM, har sin egen driftsfrekvens, noe som begrenser hvor fort data kan reise mellom de to komponentene. RAM selv har en tilgang hastighet som begrenser hvor fort data kan komme og gå. RAM får de fleste data fra harddisken eller andre lagrings som en DVD eller minnepinne. Alle har sine egne tilgangstider og dataoverføringshastigheter. Noen av disse komponentene kan skape flaskehalser som lavere CPU-ytelsen.