Dom > Razstava > Vsebine

Arhitektura računalnika Cilji oblikovanja Uspešnost

Mar 09, 2019

Sodobna zmogljivost računalnika je pogosto opisana v IPC (navodila za vsak cikel). To meri učinkovitost arhitekture pri kateri koli urni frekvenci. Ker hitrejši računalnik omogoča hitrejši računalnik, je to koristna meritev. Starejši računalniki so imeli IPC, kar je 0,1 navodila na cikel. Preprosti sodobni procesorji zlahka dosežejo blizu 1. Superskalarni procesorji lahko dosežejo tri do pet IPC z izvajanjem več navodil na taktni cikel.


Štetje navodil za strojni jezik bi bilo zavajajoče, ker lahko opravljajo različne količine dela v različnih ISA. "Navodilo" v standardnih meritvah ni število dejanskih navodil strojnega jezika ISA, temveč merska enota, ki običajno temelji na hitrosti računalniške arhitekture VAX.


Veliko ljudi je uporabljalo merjenje hitrosti računalnika s hitrostjo ure (običajno v MHz ali GHz). To se nanaša na cikle na sekundo glavne ure CPU. Vendar pa je ta metrika nekoliko zavajajoča, saj stroj z višjo urno frekvenco morda ne bo imel večje učinkovitosti. Zaradi tega so se proizvajalci odmaknili od taktne hitrosti kot merilo učinkovitosti.


Drugi dejavniki vplivajo na hitrost, kot so kombinacija funkcionalnih enot, hitrost vodila, razpoložljivi pomnilnik ter vrsta in vrstni red navodil v programih.


Obstajata dve glavni vrsti hitrosti: latenca in prepustnost. Latency je čas med začetkom procesa in njegovim zaključkom. Pretočnost je količina opravljenega dela na enoto časa. Prekinitvena zakasnitev je zajamčeni maksimalni odzivni čas sistema na elektronski dogodek (npr. Ko disk zapre premik nekaterih podatkov).


Na zmogljivost vpliva široka paleta možnosti oblikovanja - na primer, izdelava procesorjev običajno poslabša latenco, vendar omogoča boljšo prepustnost. Računalniki, ki krmilijo stroje, običajno potrebujejo nizke prekinitvene latence. Ti računalniki delujejo v realnem času in ne uspejo, če se operacija ne izvede v določenem času. Na primer, računalniško vodene protiblokirne zavore morajo začeti zavoriti v predvidljivem kratkem času po zaznavanju zavornega pedala ali pa pride do okvare zavore.


Benchmarking upošteva vse te dejavnike z merjenjem časa, ki ga računalnik potrebuje za izvajanje niza testnih programov. Čeprav primerjalna analiza kaže prednosti, ne bi smelo biti, kako izberete računalnik. Pogosto se izmerjeni stroji razdelijo na različne ukrepe. Na primer, en sistem lahko hitro obravnava znanstvene aplikacije, drugi pa lahko video igre bolj gladko. Poleg tega lahko oblikovalci ciljno usmerijo svoje izdelke in jim dodajo posebne funkcije s strojno ali programsko opremo, ki omogočajo hitro izvajanje določenega referenčnega merila, vendar ne nudijo podobnih prednosti splošnim nalogam.