Čo je rovnováha výkonnosti v architektúre počítača?

Vyváženie výkonnosti v počítačovej architektúre sa vzťahuje na optimálny návrh a interakciu rôznych komponentov v počítačovom systéme, aby sa zabránilo tomu, aby sa akýkoľvek jediný komponent stal prekážkou, ktorý obmedzuje celkový výkon . Je to o dosiahnutí harmonickej súhry medzi rôznymi časťami a zabezpečenie toho, aby efektívne spolupracovali, a nie jedna časť výrazne prekonala ostatných, čím sa ich spôsobil strata.

Táto rovnováha zahŕňa úvahy vo viacerých oblastiach:

* CPU vs. pamäť: CPU môže byť neuveriteľne rýchly, ale ak je prístup pamäte pomalý (vysoká latencia alebo nízka šírka pásma), CPU trávi značný čas čakaním na údaje. Vyvážený systém zaisťuje, že subsystém pamäte dokáže držať krok s spracovacou silou CPU. To zahŕňa zváženie veľkostí vyrovnávacej pamäte a hierarchií, šírku pásma pamäte a návrh radiča pamäte.

* CPU vs. I/O: Podobne rýchly procesor je zbytočný, ak je systém vstupu/výstupu (I/O) (disky, sieť atď.) Pomalý. Performančná nerovnováha tu znamená, že CPU často sedí nečinný a čaká na čítanie alebo napísanie údajov. Účinné I/O subsystémy vrátane vysokorýchlostných rozhraní a techník paralelného spracovania sú rozhodujúce.

* Rôzne jadrá CPU: V viacjadrových procesoroch je dôležité vyváženie pracovného zaťaženia naprieč jadrami. Ak je jedno jadro silne načítané, zatiaľ čo iné sú nečinné, systém nepoužíva svoj plný potenciál. Potrebné sú efektívne plánovanie a vyváženie záťaže.

* Paralelizmus na úrovni výučby (ILP): Schopnosť CPU vykonávať súčasne viac pokynov. Vyvážený dizajn zaisťuje, že fázy načítania, dekódovania a vykonávania inštrukcií sú efektívne koordinované, aby sa maximalizovala ILP.

* Floating-Point vs. Celovo výkon: Niektoré aplikácie sa do značnej miery spoliehajú na aritmetiku s plávajúcim bodom (napr. Vedecké výpočty), zatiaľ čo iné používajú predovšetkým celé operácie. Vyvážená architektúra poskytuje dostatočný výkon v oboch doménach.

* Šírka dátovej cesty: Šírka dátových zberníc a registrov ovplyvňuje rýchlosť, pri ktorej je možné údaje spracovať. Vyvážený dizajn starostlivo zvažuje šírku týchto ciest tak, aby zodpovedala schopnostiam spracovania iných komponentov.

Snaha o rovnováhu výkonu nie je o tom, aby všetko bolo rovnako rýchle. Je to o úmerne škálovania výkonu rôznych komponentov Aby sa predišlo významným problémom. Vyvážený systém môže mať veľmi rýchly procesor, ale extrémne pomalé ukladanie, čo má za následok zlý celkový výkon. Vyvážený systém maximalizuje priepustnosť celého systému starostlivo zvážením súhry všetkých jeho základných častí.

• Predchádzajúca strana: Aké sú funkcie CPU? 
• Ďalšia strana: Aké sú tri najzákladnejšie komponenty, ktoré sa vyžadujú v akomkoľvek systéme mikroprocesorov?