Ako sa zmenili rýchlosti procesora za posledné desaťročie?

Rýchlosť procesora, konkrétne rýchlosti hodín (merané v GHZ), sa za posledné desaťročie dramaticky nezvýšili. Namiesto toho, aby sa priemysel zameriaval výlučne na vyššie rýchlosti hodín, posunul svoj dôraz na ďalšie zlepšenia výkonnosti. Tu je porucha:

* Stagnácia v rýchlosti hodín: Okolo rokov 2010-2012 sme narazili na stenu so zvýšenou rýchlosťou hodín v dôsledku spotreby energie a obmedzení rozptylu tepla. Tlačenie na výrazne vyššie rýchlosti hodín sa stali čoraz ťažšími a neúčinnejšími. Vylepšenia rýchlosti hodín od tej doby boli prinajlepšom okrajové, pričom zisky často zatienili ďalšie architektonické vylepšenia.

* dôraz na počet jadrov a paralelizmus: Výrobcovia sa začali zameriavať na zvýšenie počtu jadier v rámci procesora. Viacjadrové procesory umožňujú paralelné spracovanie, čo umožňuje lepší výkon pri multitaskingu a aplikáciách určených na využívanie viacerých jadier. To je miesto, kde boli pozorované významné zisky z výkonu.

* architektonické vylepšenia: Významný pokrok sa dosiahol v architektúre procesorov vrátane:

* Paralelizmus na úrovni výučby (ILP): Zlepšenie schopnosti procesora vykonávať súčasne viac pokynov.

* Vylepšenia vyrovnávacej pamäte: Väčšia a rýchlejšia pamäť vyrovnávacej pamäte umožňuje rýchlejší prístup k často používaným údajom.

* šírka pásma pamäte: Vylepšenia rýchlosti pamäte a šírky pásma umožňujú rýchlejší prenos údajov medzi procesorom a pamäťou.

* Špecializované jadrá: Niektoré procesory zahŕňajú špecializované jadrá pre konkrétne úlohy, ako je grafické spracovanie (GPU integrované do CPU), zrýchlenie AI atď.

* procesný uzol zmenšujúci sa: Aj keď to nie je priamo preklad na vyššiu rýchlosť hodín, pokračujúca miniaturizácia tranzistorov (presun do menších procesných uzlov, ako je 5NM, 3NM a teraz skúmanie 2NM) umožňuje vyššiu hustotu tranzistora, čo umožňuje viac jadier, väčšie vyrovnávacie pamäte a zložitejšie architektúry v rámci toho istého fyzického priestoru, čo nepriamo vedie k výkonnostným ziskom.

Stručne povedané, zatiaľ čo v poslednom desaťročí nevidela rýchlosť surových hodín, celkový výkon procesora sa výrazne zlepšil v dôsledku kombinácie zvýšeného počtu jadier, architektonických zlepšení a zmenšovania procesných uzlov. Zameranie sa presunulo z čírej rýchlosti hodín na celkovú výpočtovú silu a efektívnosť.

• Predchádzajúca strana: Čo je CPU a koľko to stojí? 
• Ďalšia strana: Po prvom zapnutí alebo resetovaní počítača CPU okamžite začne vykonávať pokyny pre pracovnú aplikáciu?