Desempenho da CPU – velocidade de clock, núcleos, cache e sistema em um chip
ComputaçãoComputadores e hardwareIdades 16–17
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Entre para usarAjuste a velocidade de clock, o número de núcleos e o tamanho do cache L2 e execute cinco tipos de tarefa para ver quanto tempo cada uma leva. Um gráfico de atividade dos núcleos separa a parte serial, a parte paralela e o tempo de espera pela memória, e um gráfico da lei de Amdahl mostra por que acrescentar núcleos tem um limite. A aba Hierarquia de memória percorre leituras por registradores, L1, L2 e RAM para mostrar acertos, falhas de cache e localidade; a aba Sistema em um chip compara potência e desempenho.
Aula: Desempenho da CPU: velocidade de clock, número de núcleos, tamanho do cache e pipeline; hierarquia de memória; sistema em um chip (SoC)
O que mostra
Três fatores decidem a rapidez com que um processador termina uma tarefa. A velocidade de clock define quantos ciclos acontecem por segundo; mais núcleos só ajudam na parte da tarefa que pode rodar em paralelo, que é a lei de Amdahl: aceleração = 1 / ((1 − p) + p/n). O cache é uma memória pequena e rápida perto dos núcleos: um acerto evita uma ida lenta à RAM, e programas com boa localidade de referência conseguem muito mais acertos. O pipeline sobrepõe as etapas de várias instruções. Um sistema em um chip reúne CPU, GPU, memória e rádios em uma só pastilha para economizar energia e espaço.
Como usar
Em Teste de desempenho, mova Velocidade de clock, Núcleos e Cache L2, escolha uma Tarefa e a Parte paralela p, marque Pipeline e clique em Executar teste e Adicionar à tabela para comparar. Em Hierarquia de memória, escolha um Programa e clique em Passo ou Executar para ver se cada leitura acerta no L1, no L2 ou vai à RAM. Em Sistema em um chip, toque em um bloco e mude Montagem para comparar potência e bateria.
Parâmetros que você pode mudar
- Aba inicial Teste de desempenho, Hierarquia de memória, Sistema em um chip
- Velocidade de clock 1–5 GHz
- Número de núcleos 1–16
- Tamanho do cache L2 0,5 MB, 1 MB, 2 MB, 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB
- Tarefa Rodar o script de um site, Recalcular uma planilha, Aplicar um filtro em foto, Compilar um programa grande, Exportar um vídeo
- Parte paralela da tarefa 0–100 %
- Pipeline
- Programa de leitura da memória Ler um array em ordem, Reusar um array pequeno (12 itens) 5 vezes, Reusar um array grande (40 itens) 3 vezes, Leituras aleatórias
Perguntas para explorar
- Por que passar de 8 para 16 núcleos quase não acelera o script da página web?
- Por que ler um array em ordem dá 75% de acertos no L1, mesmo que cada item seja novo?
- Por que subir o clock de 4 para 5 GHz custa muito mais potência do que de 1 para 2 GHz?
