Γιατί δεν έχουμε CPUs των 10GHz; Η Intel εξηγεί

Σε σχετικό blog post στο site της Intel η εταιρία εξηγεί πως γίνεται και τόσα χρόνια δεν έχουμε παρατηρήσει σημαντική αύξηση της συχνότητας των επεξεργαστών.

Μέσα στα χρόνια το πρώτο πράγμα που παρατηρούμε πηγαίνοντας από μια γενιά επεξεργαστών σε μια άλλη είναι η αύξηση των επιδόσεων που προσφέρει κάτι που απορρέει από την αύξηση των τρανζίστορ στο εσωτερικό. Περισσότερα τρανζίστορ σημαίνει και αυξημένη επεξεργαστική ισχύς - τις πιο πολλές φορές. Έτσι από τα CPUs των μερικών δεκάδων MHz του παρελθόντος, φτάσαμε σε αυτούς του ενός gigahertz ενώ αργότερα τα GHz έγιναν δύο, τρία και τέσσερα. Γιατί όμως οι επεξεργαστές μας έχουν παραμείνει σχεδόν στα ίδια GHz εδώ και τόσα χρόνια;

Κάποιος που ασχολείται με το αντικείμενο μπορεί να βρει πρόχειρα ένα - δυό επιχειρήματα που φαίνονται λογικά και μερικά από αυτά φαίνεται να αναφέρει και το blog post της Intel, χωρίς να τα υιοθετεί. Αρχικά το κάθε gigahertz προσθέτει θερμότητα σε ολόκληρο το chip αφού επί της ουσίας αυξάνουμε την τάση λειτουργίας του. Ως εκ τούτου αυξάνονται και οι ανάγκες του chip σε ψύξη ενώ αυξάνεται και η κατανάλωση κάτι που μπορεί να το βγάλει εκτός του lineup από πλευράς TDP.

Κατά την Intel το σημαντικότερο σκόπελο είναι αυτό της αρχιτεκτονικής. Η superscalar αρχιτεκτονική - κατά κόσμον γνωστή και ως Intel x86 - είναι γνωστό πως μπορεί να πραγματοποιήσει πολλές παράλληλες εργασίες σε ένα κύκλο ρολογιού στέλνοντας instructions σε πολλά execution units του. Εδώ το blog post συνεχίζει λέγοντας πως το σημαντικότερο πρόβλημα είναι στο timing των εργασιών που γίνονται παραθέτοντας το παρακάτω διάγραμμα.

Σε αυτό βλέπουμε πως παρόλο που ορισμένες εργασίες γίνονται ταχύτερα λόγω της αύξηση στους χρονισμούς, η αναμονή για κάποια άλλη εργασία προσθέτει και πάλι στον συνολικό χρόνο οπότε καθιστά το overclocking ή την εργοστασιακή αύξηση των χρονισμών μη συμφέρουσα. Κάποιος βέβαια μπορεί να πει πως και πάλι ένα μεγάλο μέρος των εργασιών ολοκληρώνεται ταχύτερα, άρα και το chip μας είναι πιο γρήγορο κάτι που γενικά ισχύει όμως δεν είναι το ίδιο efficient. Τις εργασίες που παίρνουν περισσότερο χρόνο για να ολοκληρωθούν η Intel τις λύνει πηγαίνοντας σε μια μικρότερη μέθοδο ολοκλήρωσης, ή τουλάχιστον αυτό αναφέρει πως θα βοηθήσει πιο πολύ αφού οι "διάδρομοι" μεταξύ δύο μεγάλων αποστάσεων εντός του chip καλύπτονται πιο γρήγορα. Ακόμα, μπορεί να δημιουργηθούν μικρότερα βήματα για την ολοκλήρωση των μεγάλων εργασιών που παίρνουν πάνω από έναν κύκλο ρολογιού όμως θα πρέπει να γίνει υπολογίζοντας και τον χρόνο των άλλων εργασιών για ισορροπημένα αποτελέσματα. Σημειώνεται ότι ένα tick σε ένα σύγχρονο σύστημα αντιστοιχεί σε 300 picoseconds ή αλλιώς το ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερόλεπτου!

Πηγή.

Βρείτε μας στα Social: