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¿Por qué las generaciones más nuevas de procesadores son más rápidas a la misma velocidad de reloj?


Es posible que tenga curiosidad sobre cómo las nuevas generaciones de procesadores pueden ser más rápidas a las mismas velocidades de reloj que los procesadores anteriores. ¿Se trata de cambios en la arquitectura física o es algo más? La publicación de preguntas y respuestas SuperUser de hoy tiene las respuestas a las preguntas de un lector curioso.

La sesión de preguntas y respuestas de hoy nos llega cortesía de SuperUser, una subdivisión de Stack Exchange, una agrupación de sitios de preguntas y respuestas impulsada por la comunidad.

Foto cortesía de Rodrigo Senna (Flickr).

The Question

SuperUser reader agz quiere saber por qué las nuevas generaciones de procesadores son más rápidas a la misma velocidad de reloj:

¿Por qué, por ejemplo, un Core i5 de 2.66 GHz de doble núcleo? ser más rápido que un Core 2 Duo de 2.66 GHz, que también es de doble núcleo?

¿Esto se debe a las instrucciones más recientes que pueden procesar información en menos ciclos de reloj? ¿Qué otros cambios arquitectónicos están implicados?

¿Por qué las generaciones más nuevas de procesadores son más rápidas a la misma velocidad de reloj?

Los contribuidores de Superconversión Answer

David Schwartz y Breakthrough tienen la respuesta para nosotros. Primero, David Schwartz:

Por lo general, no es debido a instrucciones más nuevas. Es solo porque el procesador requiere menos ciclos de instrucciones para ejecutar las mismas instrucciones. Esto puede ser por una gran cantidad de razones:

  1. Las memorias caché grandes significan menos tiempo perdido esperando la memoria.
  2. Más unidades de ejecución significa menos tiempo esperando para comenzar a operar en una instrucción.
  3. Mejor predicción de bifurcación significa menos tiempo desperdiciado Ejecución especulativa de instrucciones que nunca deben ejecutarse.
  4. Las mejoras en la unidad de ejecución significan menos tiempo esperando a que se completen las instrucciones.
  5. Tuberías más cortas significa que las tuberías se llenan más rápido.

Y así sucesivamente.

Seguido por respuesta de Breakthrough:

La referencia definitiva absoluta son los manuales de desarrollo de software Intel 64 y IA-32 Architectures. Detallan los cambios entre las arquitecturas y son un gran recurso para comprender la arquitectura x86.

Recomiendo que descargue los volúmenes combinados del 1 al 3C (primer enlace de descarga en la página vinculada anteriormente). El Volumen 1, Capítulo 2.2 tiene la información que desea.

Algunas diferencias generales enumeradas en ese capítulo, que van desde las microarquitecturas Core hasta Nehalem / Sandy Bridge son:

  • Predicción de bifurcación mejorada, recuperación más rápida de errores de predicción
  • Tecnología HyperThreading
  • Controlador de memoria integrado, nueva jerarquía de caché
  • Manejo más rápido de excepciones de coma flotante (solo Sandy Bridge)
  • Mejora del ancho de banda LEA (Sandy Bridge solamente)
  • Extensiones de instrucción AVX (Sandy Bridge solamente)

La lista completa se puede encontrar en el enlace proporcionado anteriormente (Volumen 1, Capítulo 2.2).

¡Asegúrese de leer más de esta interesante discusión a través del siguiente enlace!


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