В компьютерной архитектуре , масштабирование частоты (также известное как частоты линейное изменение ) является методом увеличения процессора частоты таким образом , чтобы повысить производительность системы , содержащей процессор в вопросе. Наращивание частоты было доминирующей силой в увеличении производительности обычных процессоров с середины 1980-х годов примерно до конца 2004 года.
Влияние частоты процессора на скорость компьютера можно увидеть, посмотрев на уравнение для времени выполнения компьютерной программы:
где инструкции на программу - это общее количество инструкций, выполняемых в данной программе, количество циклов на инструкцию - это программно-зависимое, зависящее от архитектуры среднее значение, а время на цикл по определению является обратной частотой процессора. [1] Таким образом, увеличение частоты сокращает время работы.
Однако энергопотребление в микросхеме определяется уравнением
где P - потребляемая мощность, C - емкость , переключаемая за такт, V - напряжение , F - частота процессора (циклов в секунду). [2] Увеличение частоты, таким образом, увеличивает количество энергии, потребляемой процессором. Повышение энергопотребления процессоров в конечном итоге привело к отмене Intel в мае 2004 года своих процессоров Tejas и Jayhawk , которые обычно называют окончанием масштабирования частот как доминирующей парадигмы компьютерной архитектуры. [3]
Закон Мура был [4] остается в силе , когда изменение частоты закончилось. Несмотря на проблемы с питанием, плотность транзисторов по-прежнему удваивалась каждые 18–24 месяца. С окончанием масштабирования частоты новые транзисторы (которые больше не нужны для облегчения масштабирования частоты) используются для добавления дополнительного оборудования, такого как дополнительные ядра, для облегчения параллельных вычислений - метод, который называется параллельным масштабированием .
Прекращение масштабирования частоты как основной причины повышения производительности процессоров привело к переходу всей отрасли на параллельные вычисления в форме многоядерных процессоров .
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Джон Л. Хеннесси и Дэвид А. Паттерсон . Компьютерная архитектура: количественный подход. 3-е издание, 2002 г. Морган Кауфманн, ISBN 1-55860-724-2 . Стр.43.
- ^ JM Rabaey. Цифровые интегральные схемы. Прентис Холл, 1996.
- ^ Лори Дж. Флинн. Intel прекращает разработку двух новых микропроцессоров . New York Times , 8 мая 2004 г.
- ^ https://arstechnica.com/information-technology/2016/02/moores-law-really-is-dead-this-time/