Dom > Izložba > Sadržaj

Arhitektura računara Ciljevi dizajna Performanse

Mar 09, 2019

Savremene performanse računara često se opisuju u IPC (uputstva po ciklusu). Ovo mjeri efikasnost arhitekture na bilo kojoj frekvenciji takta. Pošto brža brzina može napraviti brži računar, ovo je korisno mjerenje. Stariji kompjuteri imaju IPC broj od samo 0,1 instrukcije po ciklusu. Jednostavni moderni procesori lako dosežu blizu 1. Superskalarni procesori mogu dostići tri do pet IPC-a izvršavajući nekoliko instrukcija po ciklusu takta.


Brojanje instrukcija na mašinskom jeziku bilo bi pogrešno jer mogu da rade različite količine rada u različitim ISA. "Instrukcija" u standardnim merenjima nije brojna stvarna instrukcija mašinskog jezika ISA, već jedinica mjerenja, koja se obično temelji na brzini VAX arhitekture računala.


Mnogi ljudi su mjerili brzinu računala po satu (obično u MHz ili GHz). Ovo se odnosi na cikluse u sekundi glavnog sata CPU-a. Međutim, ova metrika je donekle obmanjujuća, jer mašina sa većom taktom ne mora nužno imati veće performanse. Kao rezultat toga, proizvođači su se odmaknuli od brzine takta kao mjera performansi.


Drugi faktori utiču na brzinu, kao što je kombinacija funkcionalnih jedinica, brzina magistrale, raspoloživa memorija i vrsta i redosled instrukcija u programima.


Postoje dva glavna tipa brzine: latencija i propusnost. Latencija je vrijeme između početka procesa i njegovog završetka. Propusnost je količina obavljenog posla po jedinici vremena. Latencija prekida je zajamčeno maksimalno vrijeme odziva sistema na elektronski događaj (kao kada disk završi pomicanje nekih podataka).


Na performanse utiče veoma širok spektar izbora dizajna - na primer, cevovod procesora obično pogoršava latenciju, ali poboljšava propusnost. Računari koji kontrolišu mašinu obično zahtevaju niske latencije prekida. Ovi računari rade u okruženju u realnom vremenu i ne uspevaju ako se operacija ne završi u određenom vremenskom periodu. Na primer, kompjuterski upravljane kočnice protiv blokiranja kočnica moraju početi da koče unutar predvidljivog, kratkog vremena nakon što se oseti pedala kočnice ili će doći do kvara kočnice.


Benchmarking uzima u obzir sve ove faktore mjerenjem vremena potrebnog za pokretanje niza test programa. Iako benčmarking pokazuje snagu, ne bi trebalo da bude način na koji odabirete računar. Često se merene mašine razdvajaju na različite mere. Na primer, jedan sistem može brzo da obradi naučne aplikacije, dok drugi može da učini video igre još glatko. Štaviše, dizajneri mogu da ciljaju i dodaju posebne funkcije svojim proizvodima, preko hardvera ili softvera, koji dozvoljavaju da se određeni benčmark brzo izvrši, ali ne nude slične prednosti za opšte zadatke.