อะไรทำให้โปรเซสเซอร์ตัวหนึ่งเร็วกว่าตัวอื่น

ผู้ใช้ที่ไม่มีความรู้สามารถค้นหาโปรเซสเซอร์ที่เหมือนกันสองตัวในแง่ของข้อกำหนดพื้นฐาน จำนวนคอร์เท่ากัน ความเร็วสัญญาณนาฬิกาเท่ากัน วัดเป็น MHz หรือ GHz ณ จุดนี้เองที่มีโมเดลจำนวนมากในตลาด จึงสูญเสียไปเนื่องจากไม่เข้าใจข้อมูล

โปรเซสเซอร์เร็วกว่าเมื่อใด

เมื่อให้ปัจจัยหลายประการ แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีสาม: สถาปัตยกรรม ความเร็วสัญญาณนาฬิกา และจำนวนคอร์ . แม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว สิ่งแรกมักจะถูกละเลยเนื่องจากไม่สามารถวัดปริมาณได้ ซึ่งนำไปสู่ความสับสนเกี่ยวกับความเร็วของโปรเซสเซอร์

เรามักจะคิดว่าความเร็วของโปรเซสเซอร์นั้นถูกทำเครื่องหมายด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกา เมื่อสิ่งที่ถูกทำเครื่องหมายคือจำนวนพัลส์ที่เกิดขึ้นต่อวินาที วันนี้ทั้ง ซีพียู และ GPU ทำงานเป็นขั้นตอนเพื่อดำเนินการคำสั่งโปรแกรม นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับประเภทของการสอน จำนวนขั้นตอนจะแตกต่างกันไป ลองนึกถึงโรงงานแห่งนี้ที่องค์ประกอบแต่ละส่วนของสายการประกอบเคลื่อนที่ด้วยความเร็วของขีดนาฬิกา

นั่นคือเมื่อคำสั่งแรกอยู่ในขั้นที่สอง คำสั่งที่สองจะเข้าสู่คำสั่งแรกและไปเรื่อย ๆ จนกว่าคำสั่งแรกจะได้รับการแก้ไข สิ่งที่ต้องการคือการวัดจำนวนคำสั่งเฉลี่ยที่เสร็จสมบูรณ์ต่อรอบสัญญาณนาฬิกา โปรเซสเซอร์ที่เร็วที่สุดจะเป็นโปรเซสเซอร์ที่มีตัวเลขสูงสุด เห็นได้ชัดว่าการมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่ดีขึ้นและจำนวนคอร์ที่สูงขึ้นช่วยได้ แม้ว่าในแนวทางเดียวกันกับที่รถยนต์ 110 แรงม้าไม่ใช่ทุกคันจะมีความเร็วเท่ากัน แต่ซีพียู 3 GHz ก็ไม่ใช่ทั้งหมดที่มีความเร็วเท่ากัน

คอขวด

อย่างไรก็ตาม ต้องคำนึงว่าการวัดเหล่านี้อาจไม่ถูกต้องทั้งหมดเสมอไป เนื่องจากเราสามารถพบปัญหาสามประการต่อไปนี้ ซึ่งส่งผลต่อความเร็วของโปรเซสเซอร์

• หน่วยที่รับผิดชอบการแก้ไขคำสั่งบางอย่างถูกครอบครองทั้งหมดหรือบางส่วน
• ไม่พบข้อมูลที่ต้องการโดยคำสั่งอย่างน้อยหนึ่งคำสั่งในรีจิสเตอร์หรือแคชที่ใกล้ที่สุด จึงมีความล่าช้าเพิ่มเติม
• โปรแกรมมีการเลือกคำสั่งเฉพาะที่ส่งผลเสียหรือเป็นประโยชน์ต่อโปรเซสเซอร์รุ่นนั้นๆ

คอขวดที่มีปัญหามากที่สุดคือเรื่องของความจำ เนื่องจากความเร็วของสิ่งนี้ไม่ได้พัฒนาขึ้นในลักษณะเดียวกัน แพตช์หน่วยความจำแคชจึงต้องถูกดึงที่ระดับต่างๆ ตอนแรกนี่เป็นระดับเดียว แต่เนื่องจากเวลาแฝงระหว่าง CPU และ แรม ได้เพิ่มระดับใหม่แล้ว ไม่กี่ปีที่ผ่านมา คิดไม่ถึงว่าโปรเซสเซอร์มีแคช 3 ระดับ วันนี้เป็นกฎทั่วไป แม้แต่ในชิปกราฟิกหรือ GPU ไม่น่าแปลกใจที่ เอเอ็มดีสถาปัตยกรรม RDNA 2 ของพีซีใช้แคช L3 แล้ว

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือความขัดแย้ง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสองคำสั่งที่ทำงานพร้อมกันต้องใช้ทรัพยากรตัวประมวลผลร่วมกัน ในระหว่างการออกแบบโปรเซสเซอร์เพื่อประหยัดพื้นที่และทรานซิสเตอร์ คำสั่งบางคำสั่งจะแบ่งปันทรัพยากรและรวมเข้าด้วยกัน ในเวลาเดียวกันโดยสมมติว่าได้รับการแก้ไขในรอบมากกว่าปกติ เมื่อออกแบบ CPU วิศวกรดูแลว่าปัญหานี้จะไม่เกิดขึ้นกับชุดคำสั่งทั่วไป