▷ ما هو المعالج ipc

في أجهزة الكمبيوتر اليوم ، تعد التعليمات لكل دورة ، أو المعروفة أيضًا باسم IPC ، جانبًا مهمًا جدًا من أداء المعالج. يمثل هذا المفهوم متوسط ​​عدد التعليمات التي يتم تنفيذها لكل دورة ساعة للمعالج ، لذلك كلما كان أعلى ، زادت قوة المعالج. في هذه المقالة نفسر كل ما يتعلق ب CPI.

فهرس المحتويات

ما هو CPI الخاص بالمعالج ، وكيف يتم حسابه وما مدى أهميته؟

يتم حساب IPC عن طريق تشغيل مجموعة من التعليمات البرمجية ، وحساب عدد التعليمات على مستوى الجهاز المطلوبة لإكمالها ، ثم استخدام أجهزة ضبط الوقت عالية الأداء لحساب عدد دورات الساعة المطلوبة لإكمالها على أجهزة حقيقية.. تأتي النتيجة النهائية من قسمة عدد التعليمات على عدد دورات ساعة وحدة المعالجة المركزية.

يمكن اشتقاق عدد التعليمات في الثانية وعمليات الفاصلة العائمة في الثانية للمعالج عن طريق ضرب عدد التعليمات لكل دورة مع سرعة الساعة (دورات في الثانية المعطاة في هيرتز) للمعالج المعني. عدد التعليمات في الثانية هو مؤشر تقريبي للأداء المحتمل للمعالج.

نوصي بقراءة مقالتنا حول أفضل المعالجات في السوق

عدد التعليمات المنفذة لكل ساعة ليس ثابتًا لمعالج معين ، لأنه يعتمد على كيفية تفاعل البرنامج المعين الجاري تنفيذه مع المعالج ، وفي الواقع ، مع الجهاز بأكمله ، خاصة مع التسلسل الهرمي للذاكرة. ومع ذلك ، تميل بعض خصائص المعالج إلى التصاميم التي لها قيم IPC أعلى من المتوسط ​​، مثل وجود وحدات منطقية حسابية متعددة وأنابيب قصيرة. عند مقارنة مجموعات التعليمات المختلفة ، يمكن أن تؤدي مجموعة التعليمات الأبسط إلى رقم IPC أعلى من تنفيذ مجموعة تعليمات أكثر تعقيدًا ، والتي تستخدم نفس تقنية الشريحة ، ولكن مجموعة التعليمات الأكثر يمكن للمجمع أن ينجز عملاً أكثر فائدة بتعليمات أقل.

العوامل التي تحكم مؤشر أسعار المستهلك

يمكن تحقيق مستوى معين من التعليمات في الثانية بسرعة IPC عالية وسرعة منخفضة للساعة (مثل AMD Athlon وسلسلة Intel Core المبكرة) ، أو من IPC منخفض وسرعة ساعة عالية (مثل Intel Pentium 4). كلاهما تصميمات معالج صالحة ، والاختيار بين الاثنين يعتمد في الغالب على التاريخ أو القيود الهندسية أو ضغوط التسويق. ومع ذلك ، فإن IPC العالي مع التردد العالي يوفر أفضل أداء.

تعليمات دورة لعدة معالجات.

هذه الأرقام ليست قيمة IPC لوحدات المعالجة المركزية هذه ، ولكنها تمثل أداء النقطة العائمة الممكنة نظريًا. يرجى ملاحظة أن الأرقام أدناه تمثل فقط العرض المنطقي لمحركات SIMD للمعالج. فهي لا تأخذ في الاعتبار العديد من أنابيب SIMD الموجودة في معظم البنيات ، ولا تمثل التعريف المعماري الرئيسي لـ IPC ، والذي يقيس عدد متوسط ​​التعليمات العددية التي تمت إزالتها لكل دورة ، سواء الأعداد الصحيحة أو النقاط العائمة والتحكم.

وحدة المعالجة المركزية	دقة مزدوجة DP IPC	دقة بسيطة SP IPC
Intel Core و Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge و Intel Ivy Bridge	8	16
إنتل هاسويل وإنتل كوفي ليك	16	32
إنتل آيس ليك	؟؟؟	؟؟؟
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32	64
AMD K10	6	12
جرافة AMD ، AMD Piledriver ، و AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32
Intel Atom (Bonnell و Saltwell و Silvermont و Goldmont)	2	4
أيه إم دي بوبكات	2	4
أيه إم دي جاغوار وبوما	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
كوالكوم كريت	1	8
كوالكوم كريو	2	8
IBM PowerPC A2	8	تمتد عناصر SP إد إلى موانئ دبي ومعالجتها في نفس الوحدات
IBM PowerPC A2	4

للحصول على تصنيف GFLOPS النظري (بمليارات FLOPS) لوحدة معالجة مركزية معينة ، اضرب الرقم في هذا الجدول في عدد النوى ، ثم في ساعة القيمة (بالجيغاهرتز) لنموذج وحدة معالجة مركزية معين. على سبيل المثال ، تتعامل Coffee Lake i7-8700K نظريًا مع 32 تقليب دقيق واحد لكل دورة ، ولديها 6 نوى وساعة أساسية 3.7 جيجا هرتز.

من المهم أن نلاحظ أن تعدد مؤشرات الترابط لا يعني أنه يمكن تشغيل موضوعين على نفس المركز في وقت واحد ، ومشاركة موارد خطوط الأنابيب. بدلاً من ذلك ، تسمح وحدة المعالجة المركزية لمؤشر ترابط واحد باستخدام النواة ، بينما ينتظر آخر أن تأتي البيانات من الذاكرة ، كما هو الحال في حالة نقص ذاكرة التخزين المؤقت. يمكن لمطور نظام التشغيل إعادة مؤشر الترابط الأصلي إلى قائمة الانتظار ، ثم العودة إلى وحدة المعالجة المركزية بمجرد استعادة البيانات.

لذلك ، لا تؤثر هذه الميزة على أداء النقطة العائمة النظرية لوحدة المعالجة المركزية ، ولكن في بعض الحالات يمكن أن تساعد وحدة المعالجة المركزية على الاقتراب من هذا الأداء ، في سلاسل عمليات متعددة ، في الممارسة. بشكل عام ، يوضح سجل المعالج الكبير كيف يمكن لأعداد المعالجات الكبيرة أن تحسب مرة واحدة. عدد السجلات مهم أيضًا ، حيث يمكن توصيلها معًا للحظة ببعض التعليمات.

IPC ليس الشيء الوحيد الذي يهم على جهاز الكمبيوتر

يعتمد العمل المفيد الذي يمكن القيام به مع أي جهاز كمبيوتر على العديد من العوامل إلى جانب سرعة المعالج. تتضمن هذه العوامل بنية مجموعة التعليمات ، والهندسة الدقيقة للمعالج وتنظيم نظام الكمبيوتر ، مثل تصميم نظام تخزين القرص وقدرات وأداء الأجهزة المتصلة الأخرى ، وكفاءة نظام التشغيل ، والأهم من ذلك كله ، الأهم من ذلك البرنامج.

بالنسبة للمستخدمين والمشترين لنظام الكمبيوتر ، فإن تعليمات الساعة ليست مؤشرًا مفيدًا بشكل خاص لأداء نظامهم. من أجل قياس دقيق للأداء ذي الصلة بهم ، فإن معايير التطبيق أكثر فائدة. تعد معرفة وجودها مفيدة لأنها توفر مثالًا سهل الفهم لسبب عدم كون سرعة الساعة هي العامل الوحيد ذي الصلة بأداء المعدات.

نوصي بقراءة الأدلة التالية:

حتى الآن مقالتنا حول ما هو المعالج IPC ، نأمل أن تجدها مفيدة للغاية.

مصدر ويكيبيديا