הבית > תערוכה > תוכן

ארכיטקטורת מחשב

Mar 09, 2019

ביצועי מחשב מודרניים מתוארים לעתים קרובות ב- IPC (הוראות לכל מחזור). זה מודד את היעילות של הארכיטקטורה בכל תדר שעון. מאז קצב מהיר יותר יכול לעשות מחשב מהיר יותר, זו מדידה שימושית. מחשבים ישנים יותר ספירות IPC נמוך כמו 0.1 הוראות לכל מחזור. מעבדים מודרניים פשוטים מגיעים בקלות ל -1. מעבדי Superscalar עשויים להגיע לשלוש עד חמש IPC על ידי ביצוע מספר הוראות למחזור השעון.


ספירת הוראות שפה מכונה תהיה מטעה כי הם יכולים לעשות כמויות משתנות של עבודה שונים ISAs. "ההוראה" במדידות הסטנדרטיות אינה נחשבת להוראות שפת מכונה בפועל, אלא יחידת מידה, המבוססת בדרך כלל על מהירות הארכיטקטורה של מחשב ה- VAX.


אנשים רבים נהגו למדוד את מהירות המחשב לפי קצב השעון (בדרך כלל ב- MHz או GHz). זה מתייחס למחזורים בשנייה של השעון הראשי של המעבד. עם זאת, מדד זה מטעה במקצת, שכן מכונה עם קצב שעון גבוה יותר עשויה לא בהכרח לקבל ביצועים טובים יותר. כתוצאה מכך, היצרנים התרחקו במהירות השעון כמדד לביצועים.


גורמים אחרים משפיעים על מהירות, כגון תמהיל היחידות הפונקציונליות, מהירויות האוטובוסים, הזיכרון הזמין, סוג ההוראה וסדרם בתוכניות.


ישנם שני סוגים עיקריים של מהירות: חביון ותפוקה. זמן האחזור הוא הזמן שבין תחילת התהליך לבין השלמתו. התפוקה היא כמות העבודה שנעשתה ליחידת זמן. זמן חפיפה של פסקאות הוא זמן התגובה המרבי המובטח של המערכת לאירוע אלקטרוני (כמו כאשר כונן הדיסק מסיים להזיז נתונים מסוימים).


הביצועים מושפעים ממגוון רחב מאוד של אפשרויות עיצוב - לדוגמה, צנרת מעבד עושה בדרך כלל חביון גרוע יותר, אבל עושה את התפוקה טוב יותר. מחשבים השולטים במכונות בדרך כלל זקוקים לשהות ביניים נמוכה. מחשבים אלה פועלים בסביבה בזמן אמת ונכשלים אם פעולה לא הושלמה בפרק זמן מסוים. לדוגמה, הבלמים הננעלים באמצעות מחשב חייבים להתחיל בלימה בתוך זמן קצר וניתן לחיזוי לאחר חישת דוושת הבלם או כישלון הבלם.


Benchmarking לוקח את כל הגורמים האלה בחשבון על ידי מדידת הזמן המחשב לוקח לרוץ באמצעות סדרה של תוכניות הבדיקה. למרות benchmarking מראה עוצמות, זה לא צריך להיות איך אתה בוחר מחשב. לעתים קרובות המכונות הנמדדות מתחלקות על אמצעים שונים. לדוגמה, מערכת אחת עשויה לטפל ביישומים מדעיים במהירות, בעוד שאחד אחר עשוי לעבד משחקי וידאו בצורה חלקה יותר. יתר על כן, מעצבים יכולים למקד ולהוסיף תכונות מיוחדות למוצרים שלהם, באמצעות חומרה או תוכנה, המאפשרים לבצע סמן ספציפי במהירות אך אינם מציעים יתרונות דומים למשימות כלליות.