▷ Apa itu ipc prosesor

Di komputer saat ini, instruksi per siklus, atau juga dikenal sebagai IPC, adalah aspek yang sangat penting dari kinerja prosesor. Konsep ini mewakili jumlah rata-rata instruksi yang dieksekusi untuk setiap siklus clock prosesor, sehingga semakin tinggi, semakin kuat prosesor tersebut. Pada artikel ini kami menjelaskan segala sesuatu yang relevan tentang CPI.

Indeks isi

Apa itu CPI prosesor, bagaimana cara menghitungnya dan seberapa pentingkah itu?

Perhitungan IPC dilakukan dengan menjalankan satu set kode, menghitung jumlah instruksi tingkat mesin yang diperlukan untuk menyelesaikannya, dan kemudian menggunakan timer berkinerja tinggi untuk menghitung jumlah siklus jam yang diperlukan untuk menyelesaikannya pada perangkat keras nyata.. Hasil akhirnya berasal dari membagi jumlah instruksi dengan jumlah siklus clock CPU.

Jumlah instruksi per detik dan operasi floating point per detik untuk prosesor dapat diturunkan dengan mengalikan jumlah instruksi per siklus dengan kecepatan clock (siklus per detik yang diberikan dalam Hertz) dari prosesor yang bersangkutan. Jumlah instruksi per detik adalah indikator kasar dari kemungkinan kinerja prosesor.

Kami merekomendasikan membaca artikel kami tentang prosesor terbaik di pasar

Jumlah instruksi yang dieksekusi per jam bukan merupakan konstanta untuk prosesor yang diberikan, karena tergantung pada bagaimana perangkat lunak yang dieksekusi berinteraksi dengan prosesor dan, tentu saja, dengan seluruh mesin, terutama dengan hirarki memori. Namun, karakteristik prosesor tertentu cenderung mengarah pada desain yang memiliki nilai IPC di atas rata-rata, seperti keberadaan beberapa unit logika aritmatika dan pipa pendek. Ketika membandingkan set instruksi yang berbeda, set instruksi yang lebih sederhana dapat mengarah pada angka IPC yang lebih tinggi daripada mengimplementasikan set instruksi yang lebih kompleks, yang menggunakan teknologi chip yang sama, namun set instruksi yang lebih banyak kompleks dapat menyelesaikan pekerjaan yang lebih bermanfaat dengan lebih sedikit instruksi.

Faktor-faktor yang mengatur IHK

Level instruksi tertentu per detik dapat dicapai dengan IPC tinggi dan kecepatan clock rendah (seperti AMD Athlon dan seri Intel Core awal), atau dari IPC rendah dan kecepatan clock tinggi (seperti Intel Pentium 4). Keduanya adalah desain prosesor yang valid, dan pilihan antara keduanya sering tergantung pada sejarah, kendala teknik, atau tekanan pemasaran. Namun, IPC tinggi dengan frekuensi tinggi memberikan kinerja terbaik.

Instruksi siklus untuk beberapa prosesor.

Angka-angka ini bukan nilai IPC dari CPU ini, tetapi mewakili kinerja floating point yang mungkin secara teoritis. Harap perhatikan bahwa angka-angka di bawah ini hanya mewakili lebar logis dari drive SIMD prosesor. Mereka tidak memperhitungkan beberapa pipa SIMD yang ada di sebagian besar arsitektur, juga tidak mewakili definisi arsitektur utama IPC, yang mengukur jumlah instruksi skalar rata-rata yang dihapus per siklus, baik bilangan bulat, titik mengambang, dan kontrol.

CPU	DP IPC presisi ganda	SP IPC presisi sederhana
Intel Core dan Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge dan Intel Ivy Bridge	8	16
Intel Haswell dan Intel Coffee Lake	16	32
Intel Ice Lake	?	?
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
AMD Bulldozer, AMD Piledriver, dan AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32
Intel Atom (Bonnell, Saltwell, Silvermont, dan Goldmont)	2	4
AMD Bobcat	2	4
AMD Jaguar dan Puma	4	8
ARM Cortex-A7	1	8
ARM Cortex-A9	1	8
ARM Cortex-A15	1	8
ARM Cortex-A32	2	8
ARM Cortex-A35	2	8
ARM Cortex-A53	2	8
ARM Cortex-A57	2	8
ARM Cortex-A72	2	8
Qualcomm Krait	1	8
Qualcomm Kryo	2	8
IBM PowerPC A2	8	Elemen SP meluas Ed ke DP dan diproses di unit yang sama
IBM PowerPC A2	4

Untuk mendapatkan peringkat GFLOPS teoretis (miliaran FLOPS) untuk CPU yang diberikan, kalikan angka dalam tabel ini dengan jumlah inti, dan kemudian dengan nilai clock (dalam GHz) dari model CPU tertentu. Sebagai contoh, sebuah Coffee Lake i7-8700K secara teoritis menangani 32 jepit presisi tunggal per siklus, ia memiliki 6 core dan jam dasar 3, 7 GHz. Ini memberi Anda 32 x 6 x 3, 7 = 710, 4 GFLOPS.

Penting untuk dicatat bahwa multithreading tidak berarti bahwa dua utas dapat beroperasi pada inti yang sama secara bersamaan, berbagi sumber daya pipa. Sebaliknya, CPU memungkinkan satu utas untuk menggunakan kernel, sementara yang lain menunggu data berasal dari memori, seperti dalam kasus kekurangan cache. Pengembang sistem operasi dapat mengembalikan utas asli ke antrian, dan kemudian kembali ke CPU setelah data dipulihkan.

Oleh karena itu, fitur ini tidak berpengaruh pada kinerja floating point teoritis CPU, tetapi dalam kasus tertentu dapat membantu CPU lebih dekat dengan kinerja itu, dalam banyak utas, dalam praktiknya. Secara umum, log prosesor besar menunjukkan bagaimana angka prosesor besar dapat dihitung sekali. Jumlah catatan juga penting, karena mereka dapat dihubungkan bersama sejenak dengan beberapa instruksi.

IPC bukan satu-satunya hal yang penting pada PC

Pekerjaan yang bermanfaat yang dapat dilakukan dengan PC apa pun tergantung pada banyak faktor selain kecepatan prosesor. Faktor-faktor ini termasuk arsitektur set instruksi, mikroarsitektur prosesor dan organisasi sistem komputer, seperti desain sistem penyimpanan disk dan kapasitas dan kinerja perangkat yang terhubung lainnya, efisiensi sistem operasi dan, yang paling penting, yang penting, perangkat lunaknya.

Untuk pengguna dan pembeli sistem komputer, instruksi jam bukan indikasi yang berguna tentang kinerja sistem mereka. Untuk ukuran kinerja yang akurat dan relevan bagi mereka, tolok ukur aplikasi jauh lebih berguna. Pengetahuan tentang keberadaan mereka berguna karena memberikan contoh yang mudah dipahami mengapa kecepatan clock bukan satu-satunya faktor yang relevan dengan kinerja peralatan.

Kami merekomendasikan membaca panduan berikut:

Sejauh ini artikel kami tentang prosesor IPC, kami harap Anda merasa sangat berguna.

Sumber Wikipedia