11Aug
Pertanyaan Hari Ini &Sesi jawaban datang kepada kami atas izin SuperUser - subdivisi dari Stack Exchange, pengelompokan berbasis komunitas dari Q & A situs web.
Pertanyaan Pembaca SuperUser
Jamie ingin tahu mengapa inti CPU semua memiliki kecepatan yang sama dan bukan yang berbeda:
Secara umum, jika Anda membeli komputer baru, Anda akan menentukan prosesor mana yang akan dibeli berdasarkan perkiraan beban kerja untuk komputer..Kinerja dalam video game cenderung ditentukan oleh kecepatan inti tunggal, sedangkan aplikasi seperti editing video ditentukan oleh jumlah core. Dalam hal apa yang tersedia di pasaran, semua CPU tampaknya memiliki kecepatan yang hampir sama dengan perbedaan utama menjadi lebih banyak benang atau lebih inti.
Sebagai contoh:
- Intel Core i5-7600K, frekuensi dasar 3,80 GHz, 4 core, 4 benang
- Intel Core i7-7700K, frekuensi dasar 4,20 GHz, 4 core, 8 benang
- AMD Ryzen 5 1600X, frekuensi dasar 3,60 GHz, 6core, 12 thread
- AMD Ryzen 7 1800X, frekuensi dasar 3,60 GHz, 8 core, 16 thread
Mengapa kita melihat pola peningkatan core ini, namun semua core memiliki clock speed yang sama? Mengapa tidak ada varian dengan clock speed yang berbeda? Misalnya, dua core "besar" dan banyak core kecil.
Alih-alih, katakanlah, empat inti pada 4,0 GHz( yaitu 4 × 4 GHz, maksimal 16 GHz), bagaimana dengan CPU dengan dua core yang berjalan pada 4,0 GHz dan empat core yang berjalan pada 2,0 GHz( yaitu 2 × 4,0 GHz + 4 ×Maksimum 2,0 GHz, maksimal 16 GHz)?Apakah pilihan kedua sama bagusnya dengan beban kerja berulir tunggal, namun berpotensi lebih baik pada beban kerja multi-threaded?
Saya bertanya ini sebagai pertanyaan umum dan tidak secara khusus berkaitan dengan CPU yang tercantum di atas atau tentang satu beban kerja tertentu. Saya hanya ingin tahu mengapa pola itu seperti apa adanya.
Mengapa core CPU semua memiliki kecepatan yang sama, bukan yang berbeda?
Jawaban
SuperUser kontributor bwDraco memiliki jawabannya untuk kita:
Ini dikenal sebagai multi-processing heterogen( HMP) dan diadopsi secara luas oleh perangkat mobile. Pada perangkat berbasis ARM yang menerapkan besar. LITTLE, prosesor berisi inti dengan kinerja dan profil daya yang berbeda, yaitu beberapa core berjalan cepat namun menarik banyak daya( arsitektur lebih cepat dan / atau jam lebih tinggi) sementara yang lain hemat energi tapi lambat( arsitektur yang lebih lambat dan / atau jam yang lebih rendah).Hal ini berguna karena penggunaan daya cenderung meningkat secara tidak proporsional saat Anda meningkatkan kinerja setelah melewati titik tertentu. Idenya di sini adalah untuk mendapatkan kinerja saat Anda membutuhkannya dan masa pakai baterai saat Anda tidak melakukannya.
Pada platform desktop, konsumsi daya jauh lebih sedikit masalah, jadi ini tidak benar-benar diperlukan. Sebagian besar aplikasi mengharapkan masing-masing inti memiliki karakteristik kinerja yang sama, dan proses penjadwalan untuk sistem HMP jauh lebih kompleks daripada penjadwalan sistem multi-pengolahan simetris tradisional( secara teknis, Windows 10 memiliki dukungan untuk HMP, namun terutama ditujukan untuk selulerperangkat yang menggunakan ARM besar. LITTLE).
Juga, sebagian besar prosesor desktop dan laptop saat ini tidak termal atau elektrik terbatas pada titik di mana beberapa core perlu berlari lebih cepat daripada yang lain, bahkan untuk semburan pendek. Kami pada dasarnya menabrak dinding seberapa cepat kita dapat membuat inti individu, jadi mengganti beberapa inti dengan yang lebih lambat tidak akan membiarkan inti yang tersisa berlari lebih cepat.
Meskipun ada beberapa prosesor desktop yang memiliki satu atau dua core yang mampu berjalan lebih cepat dari yang lain, kemampuan ini saat ini terbatas pada prosesor Intel high-end tertentu( dikenal sebagai Turbo Boost Max Technology 3.0) dan hanya melibatkan sedikit keuntungan.dalam kinerja untuk core yang bisa berjalan lebih cepat.
Meskipun dimungkinkan untuk merancang prosesor x86 tradisional dengan core besar dan cepat dan inti yang lebih kecil dan lebih lambat untuk dioptimalkan untuk beban kerja berulir berat, ini akan menambah kompleksitas yang cukup besar pada desain dan aplikasi prosesor yang tidak mungkin mendukungnya dengan benar.
Ambil prosesor hipotetis dengan dua inti cepat Kaby Lake( generasi ke 7) dan delapan inti Goldmont( Atom) yang lamban. Anda memiliki total 10 core, dan beban kerja berat yang dioptimalkan untuk prosesor semacam ini dapat melihat peningkatan kinerja dan efisiensi prosesor prosesor Kaby Lake quad-core normal. Namun, berbagai jenis core memiliki tingkat kinerja yang sangat berbeda, dan core yang lamban bahkan tidak mendukung beberapa instruksi yang didukung oleh core yang cepat, seperti AVX( ARM menghindari masalah ini dengan mewajibkan kedua inti yang besar dan kecil untuk mendukung instruksi yang sama.).
Sekali lagi, sebagian besar aplikasi multi-threaded berbasis Windows mengasumsikan bahwa setiap inti memiliki tingkat kinerja yang sama atau hampir sama dan dapat menjalankan instruksi yang sama, sehingga jenis asimetri ini cenderung menghasilkan kinerja yang kurang ideal, mungkinBahkan crash jika menggunakan petunjuk yang tidak didukung oleh core yang lebih lambat. Sementara Intel dapat memodifikasi inti yang lambat untuk menambahkan dukungan instruksi lanjutan sehingga semua inti dapat menjalankan semua instruksi, hal ini tidak akan menyelesaikan masalah dengan dukungan perangkat lunak untuk prosesor heterogen.
Pendekatan yang berbeda terhadap desain aplikasi, lebih dekat dengan apa yang mungkin Anda pikirkan dalam pertanyaan Anda, akan menggunakan GPU untuk mempercepat bagian aplikasi yang sangat paralel. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan API seperti OpenCL dan CUDA.Sedangkan untuk solusi single-chip, AMD mempromosikan dukungan perangkat keras untuk akselerasi GPU di APU-nya, yang menggabungkan CPU tradisional dan GPU terintegrasi dengan kinerja tinggi ke dalam chip yang sama, seperti Arsitektur Sistem heterogen, meskipun ini belum melihat banyak pengambilan industri di luardari beberapa aplikasi khusus. Apakah ada sesuatu untuk ditambahkan ke penjelasan? Terdengar dalam komentar. Ingin membaca lebih banyak jawaban dari pengguna Stack Exchange tech-savvy lainnya? Simak thread diskusi selengkapnya disini.
Gambar Kredit: Mirko Waltermann( Flickr)