Tại sao các thế hệ mới hơn của bộ xử lý nhanh hơn ở cùng tốc độ đồng hồ?

Bạn có thể tò mò về việc các thế hệ bộ xử lý mới hơn có thể nhanh hơn ở cùng tốc độ xung nhịp như các bộ xử lý cũ hơn. Có phải nó chỉ thay đổi trong kiến trúc vật lý hay là một cái gì đó nhiều hơn? Bài hỏi và trả lời của SuperUser hôm nay có câu trả lời cho câu hỏi của người đọc tò mò.

Phiên hỏi và trả lời hôm nay đến với chúng tôi nhờ sự hỗ trợ của SuperUser - một phân ngành của Stack Exchange, một nhóm các trang web Hỏi & Đáp do cộng đồng điều khiển.

Hình ảnh lịch sự của Rodrigo Senna (Flickr).

Câu hỏi

Trình đọc SuperUser agz muốn biết tại sao các thế hệ bộ xử lý mới lại nhanh hơn với cùng tốc độ xung nhịp:

Ví dụ, tại sao Core i5 lõi kép 2,66 GHz lại nhanh hơn Core 2 Duo 2,66 GHz, cũng là lõi kép?

Đây có phải là do các hướng dẫn mới hơn có thể xử lý thông tin trong ít chu kỳ đồng hồ hơn? Những thay đổi kiến trúc khác có liên quan?

Tại sao các thế hệ bộ xử lý mới hơn lại nhanh hơn ở cùng tốc độ xung nhịp?

Câu trả lời

Những người đóng góp cho SuperUser David Schwartz và Đột phá có câu trả lời cho chúng tôi. Đầu tiên, David Schwartz:

Thông thường, nó không phải là do các hướng dẫn mới hơn. Đó chỉ là vì bộ xử lý yêu cầu ít chu kỳ lệnh hơn để thực hiện các lệnh tương tự. Điều này có thể vì một số lượng lớn lý do:

Bộ nhớ cache lớn có nghĩa là ít lãng phí thời gian chờ đợi bộ nhớ.

Nhiều đơn vị thực thi hơn có nghĩa là ít thời gian chờ đợi hơn để bắt đầu hoạt động trên một lệnh.

Dự đoán nhánh tốt hơn có nghĩa là ít lãng phí thời gian hơn khi thực hiện các hướng dẫn thực thi mà không bao giờ thực sự cần phải được thực thi.

Cải tiến đơn vị thực thi có nghĩa là ít thời gian chờ đợi hướng dẫn để hoàn thành.

Đường ống ngắn hơn có nghĩa là đường ống làm đầy nhanh hơn.

Vân vân.

Tiếp theo là câu trả lời từ Đột phá:

Tham chiếu dứt khoát tuyệt đối là Hướng dẫn dành cho nhà phát triển phần mềm Intel 64 và IA-32 Architectures. Họ mô tả chi tiết những thay đổi giữa các kiến trúc và chúng là một nguồn tài nguyên tuyệt vời để hiểu kiến trúc x86.

Tôi khuyên bạn nên tải xuống các tập kết hợp từ 1 đến 3 (liên kết tải xuống đầu tiên trên trang được liên kết ở trên). Tập 1, Chương 2.2 có thông tin bạn muốn.

Một số khác biệt chung được liệt kê trong chương đó, đi từ các kiến trúc vi mô Nehalem / Sandy Bridge là:

Cải thiện dự đoán chi nhánh, phục hồi nhanh hơn từ dự đoán sai

Công nghệ đọc siêu

Bộ điều khiển bộ nhớ tích hợp, phân cấp bộ đệm mới

Xử lý ngoại lệ điểm nổi nhanh hơn (chỉ dành cho Sandy Bridge)

Cải thiện băng thông LEA (chỉ Sandy Bridge)

Phần mở rộng hướng dẫn AVX (chỉ dành cho Sandy Bridge)

Danh sách đầy đủ có thể được tìm thấy trong liên kết được cung cấp ở trên (Tập 1, Chương 2.2).

Hãy chắc chắn đọc qua nhiều cuộc thảo luận thú vị này thông qua liên kết dưới đây!

Có một cái gì đó để thêm vào lời giải thích? Tắt âm thanh trong các ý kiến. Bạn muốn đọc thêm câu trả lời từ những người dùng Stack Exchange am hiểu công nghệ khác? Kiểm tra chủ đề thảo luận đầy đủ ở đây.