أداء وحدة المعالجة المركزية – سرعة الساعة والأنوية والذاكرة المخبئية والنظام على شريحة

ماذا تعرض

ثلاثة عوامل تحدد سرعة إنجاز المعالج لمهمة ما. فسرعة الساعة تحدد عدد الدورات في كل ثانية؛ وزيادة الأنوية لا تفيد إلا في الجزء من المهمة الذي يمكن تنفيذه بالتوازي، وهذا هو قانون أمدال: التسريع = 1 / ((1 − p) + p/n). والذاكرة المخبئية ذاكرة صغيرة سريعة قريبة من الأنوية: فالإصابة فيها تغني عن رحلة بطيئة إلى RAM، والبرامج ذات محلية المرجع الجيدة تحقق إصابات أكثر بكثير. ويجعل خط الأنابيب مراحل عدة تعليمات تتداخل. ويضع النظام على شريحة وحدة المعالجة المركزية ووحدة الرسوميات والذاكرة ووحدات الاتصال اللاسلكي على قطعة سيليكون واحدة لتوفير الطاقة والمساحة.

طريقة الاستخدام

في «اختبار الأداء»، حرّك «سرعة الساعة» و«الأنوية» و«مخبأ L2»، واختر «المهمة» و«الجزء المتوازي p»، وفعّل «خط الأنابيب»، ثم اضغط «تشغيل الاختبار» و«إضافة إلى الجدول» لمقارنة النتائج. في «هرمية الذاكرة»، اختر «البرنامج» واضغط «خطوة» أو «تشغيل» لترى كل قراءة تصيب L1 أو تصيب L2 أو تذهب إلى RAM. في «النظام على شريحة»، انقر على كتلة وبدّل «البنية» لمقارنة القدرة وعمر البطارية.

المعاملات القابلة للتغيير

• التبويب الابتدائي اختبار الأداء, هرمية الذاكرة, النظام على شريحة
• سرعة الساعة 1–5 GHz
• عدد الأنوية 1–16
• حجم الذاكرة المخبئية L2 0.5 MB, 1 MB, 2 MB, 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB
• المهمة تشغيل نص برمجي لصفحة ويب, إعادة حساب جدول بيانات, تطبيق مرشّح على صورة, ترجمة برنامج كبير, تصدير مقطع فيديو
• الجزء المتوازي من المهمة 0–100 %
• خط الأنابيب
• برنامج قراءة الذاكرة قراءة مصفوفة بالترتيب, إعادة استخدام مصفوفة صغيرة (12 عنصرًا) 5 مرات, إعادة استخدام مصفوفة كبيرة (40 عنصرًا) 3 مرات, قراءات عشوائية

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا تكاد مضاعفة الأنوية من 8 إلى 16 تفيد في مهمة نص صفحة الويب البرمجي؟
2. لماذا تعطي قراءة مصفوفة بالترتيب معدل إصابة 75% في L1 مع أن كل عنصر جديد؟
3. لماذا يكلّف رفع الساعة من 4 إلى 5 GHz قدرة أكبر بكثير من رفعها من 1 إلى 2 GHz؟