বৈদ্যুতিক চার্জের গতি পরিবর্তন না হলে কম্পিউটারগুলি কীভাবে দ্রুত হয়ে উঠবে?


48

সকলেই জানেন যে আবিষ্কারের পর থেকে কম্পিউটিংয়ের গতি মারাত্মকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে এবং এটি অবিরত থাকবে বলে মনে হচ্ছে। তবে একটি বিষয় আমাকে বিস্মিত করছে: আপনি যদি আজ কোনও উপাদানের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক স্রোত চালাতেন তবে এটি একই গতিতে ভ্রমণ করবে যেমন আপনি 50 বছর আগে একই উপাদান দিয়ে করেছিলেন।

এটি মনে রেখে, কম্পিউটারগুলি কীভাবে দ্রুত হয়ে উঠেছে? প্রসেসর ডিজাইনের কোন প্রধান ক্ষেত্রটি এই অবিশ্বাস্য গতি বৃদ্ধি করেছে?

আমি ভেবেছিলাম এটি নীচের এক বা একাধিক হতে পারে:

  • ছোট প্রসেসর (ভ্রমণের জন্য বর্তমানের কম দূরত্ব, তবে এটি কেবল আমার কাছে মনে হয় আপনি কেবলমাত্র এখানে প্রান্তিক লাভ করতে সক্ষম হবেন)।
  • আরও ভাল উপকরণ

4
এটি একটি দুর্দান্ত প্রশ্ন। অবশ্যই, উপাদান নিজেই এটি গুরুত্বপূর্ণ নয় - গত 100 বছরে, গাড়িগুলি দ্রুততর হয়ে উঠেছে, তবে গ্যাস এখনও একই গ্যাস (কম বা কম), কেবল ইঞ্জিনটি আরও দক্ষ হয়ে উঠেছে। প্রাথমিক উত্তরটি এখানে পাওয়া যাবে তবে আমি আশা করি আরও বিস্তারিত উত্তর অনুসরণ করবে।
রান রান।

আকার এখানে একটি বড় সমস্যা। তবে আফিক আমরা চিপ ডিজাইনে শারীরিক প্রতিবন্ধকতার (বা কাছাকাছি) পৌঁছেছি। (আমি এখানে বিশেষজ্ঞ নই, অন্যরাও এ সম্পর্কে আরও জানতে পারবে)। অবশ্যই, প্রসেসরের আকার একমাত্র পরামিতি নয়।
এ.চুল্জ

ব্যবহৃত উপকরণগুলিতে ইলেক্ট্রনের গতিতে সিপিইউ কৌশল ফ্রিকোয়েন্সি সীমিত তবে অন্যান্য বিষয়গুলি এটিতে আধিপত্য বিস্তার করে চলেছে।
রাফেল

কারণ তারা প্রথমে সর্বোত্তমভাবে দ্রুত ছিল না এবং এখনও তা নয়। আলোর গতি হার নির্ধারণকারী পদক্ষেপ নয়।
ব্যবহারকারী 207421

1
নির্লজ্জ প্লাগ: superuser.com
জিজ্ঞাসা

উত্তর:


54

আপনি যদি আজ কোনও উপাদানের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক স্রোত চালাতেন তবে এটি একই গতিতে ভ্রমণ করবে যেমন আপনি 50 বছর আগে একই উপাদান দিয়ে করেছিলেন।

এটি মনে রেখে, কম্পিউটারগুলি কীভাবে দ্রুত হয়ে উঠেছে? প্রসেসর ডিজাইনের কোন প্রধান ক্ষেত্রটি এই অবিশ্বাস্য গতি বৃদ্ধি করেছে?

আপনি ভ্রান্ত সিদ্ধান্তে পেয়েছেন কারণ আপনার প্রাথমিক অনুমানটি ভুল: আপনি মনে করেন যে সিপিইউ গতি সিপিইউতে ইলেক্ট্রনের গতির সমতুল্য।

আসলে, সিপিইউ কিছু সিঙ্ক্রোনাস ডিজিটাল যুক্তি। এর গতির সীমা হ'ল যৌক্তিক সমীকরণের আউটপুট এক ঘড়ির মধ্যে স্থিতিশীল থাকবে। ট্রানজিস্টরগুলির সাথে প্রয়োগিত যুক্তির সাথে, সীমাটি মূলত ট্রানজিস্টরগুলিকে স্যুইচ করতে প্রয়োজনীয় সময়ের সাথে যুক্ত। তাদের চ্যানেলের আকার হ্রাস করে আমরা তাদের দ্রুত পরিবর্তন করতে সক্ষম হয়েছি are এটি 50 বছরের সিপিইউর সর্বাধিক ফ্রিকোয়েন্সি উন্নতির মূল কারণ। আজ, আমরা তাদের স্যুইচিংয়ের গতি বাড়ানোর জন্য ট্রানজিস্টরের আকারও সংশোধন করেছি, তবে যতদূর আমি জানি , কেবলমাত্র ইন্টেল, গ্লোবাল ফাউন্ড্রি এবং টিএসএমসি আজ ফিনএফইটি তৈরি করতে সক্ষম।

তবুও, সিপিইউর সর্বাধিক ঘড়ির গতি উন্নত করার জন্য আরও কিছু উপায় রয়েছে: আপনি যদি আপনার লজিক্যাল সমীকরণকে কয়েকটি ছোট আকারে বিভক্ত করেন তবে আপনি প্রতিটি পদক্ষেপটি আরও দ্রুত তৈরি করতে পারেন, এবং উচ্চতর ঘড়ির গতি পেতে পারেন। একই ক্রিয়াটি সম্পাদন করতে আপনার আরও ঘড়ির পিরিয়ড প্রয়োজন, তবে পাইপলাইনিং কৌশল ব্যবহার করে আপনি প্রতি সেকেন্ডে নির্দেশের হারকে আপনার ঘড়ির হার অনুসরণ করতে পারেন।

আজ, ইলেক্ট্রনগুলির গতি একটি সীমাতে পরিণত হয়েছে: 10 গিগাহার্জ এ, 3 সেমি-র বেশি বৈদ্যুতিক সংকেত প্রচার করা যায় না। এটি মোটামুটি বর্তমান প্রসেসরের আকার। এই সমস্যাটি এড়াতে আপনার চিপটিতে কয়েকটি স্বতন্ত্র সিঙ্ক্রোনাস ডোমেন থাকতে পারে, সংকেত প্রচারের সীমাবদ্ধতা হ্রাস করে। তবে ট্রানজিস্টর স্যুইচিং গতি, তাপ অপচয়, ইএমসি এবং সম্ভবত অন্যদের মধ্যে এটি কেবল একটি সীমাবদ্ধ ফ্যাক্টর (তবে আমি সিলিকন ফাউন্ড্রি শিল্পে নেই)।


এটি ভাল তথ্য। ঘড়ির গতিতে একটি উচ্চতর সীমা ছিল বলে আমি আগে কখনও বিবেচনা করি নি।
নিক

3
10GHz এ 3 সেমি আশাবাদী। তারের মধ্যে ইলেক্ট্রনগুলি শূন্যতায় ফোটনগুলির চেয়ে বেশ খানিকটা ধীর হয়ে থাকে।
বিট্রি

6
@ 8 বিট্রি: ইলেকট্রনের গতি প্রাসঙ্গিক নয়, তাই না? গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলি হ'ল সিগন্যালের গতি, যা অনেক দ্রুত।
হ্যারি জনস্টন

1
@HarryJohnston হুম ... মনে হয় আপনি সঠিক করছি উইকিপিডিয়া অনুযায়ী । কিন্তু সিগন্যালগুলি তারা এখনও আলোর চেয়ে ধীর। এবং
গিগাহার্জ

1
ছোট ট্রানজিস্টর দ্রুত হওয়া ছাড়াও, আপনি একটি চিপে আরও যুক্ত করতে পারেন। সার্কিটগুলির জন্য একটি সময় / স্পেস ট্রেড অফ রয়েছে, তাই আরও ট্রানজিস্টর অর্থ দ্রুত সার্কিট। অর্থাত। আপনি মাত্র কয়েক ডজন ট্রানজিস্টরের মধ্যে একটি 32-বিট সংযোজক তৈরি করতে পারেন, তবে একটি সংযোজন গণনা করতে এটি অনেকগুলি ক্লক-টিকগুলি নিতে চাইবে। সর্বশেষতম ইন্টেল সিপিইউ এটি এক ঘড়ির টিকের মধ্যে করতে পারে, যা আমি অনুমান করি যে 100,000 ট্রানজিস্টর প্রয়োজন।
ব্লুরাজা - ড্যানি পিফ্লুঘোফিট

15

অনেকগুলি জটিল ভেরিয়েবল রয়েছে যা সামগ্রিক সিপিইউ গতিকে প্রভাবিত করে, তবে একটি প্রধান হ'ল ঘড়ির গতি যা 2000 এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে বেড়ে যায় এবং তারপরে শারীরিক সীমাবদ্ধতার কারণে ফ্ল্যাটলাইন হয়। চিপ ক্ষতি / ফাঁস মেটাতে সেই সময়কালে চিপ প্রতি বিদ্যুৎ খরচও বেড়েছে। সিপিইউ চিপগুলি সবেমাত্র উত্তপ্ত হয়ে উঠেছে এবং শীতল করার প্রযুক্তি আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে, এবং আরও ওয়াটেজ প্রয়োগ করা যায়নি (আক্ষরিকভাবে সেগুলি গলে না!)।

এক্সট্রিমটেক.কম একটি দুর্দান্ত জরিপ দিয়েছে যা মুরের আইনটিকে মূলত ডেনার্ড স্কেলিং দ্বারা চালিত বলে মনে করে । দ্বিতীয়টি 2000 এর মাঝামাঝি সময়ে ধসে পড়েছিল। চিপ "গতি" (যেখানে "গতি" সামগ্রিক কোড এক্সিকিউশন সময় হিসাবে পরিমাপ করা হয় এবং কেবল ঘড়ির গতি হিসাবে পরিমাপ করা হয় না) এর সাথে জড়িত অন্যান্য অনেকগুলি ডিজাইন উপাদান / উন্নতি রয়েছে যা হার্ডওয়ারের দক্ষতার ক্ষেত্রে যেমন ক্যাশে, সিপিইউ প্যারালালিজম / মাল্টিকোরের প্রতিসরণ বিন্দুকে মুখোশ দেয় ed , শাখার পূর্বাভাস ইত্যাদি, যা ছোট গেট প্রস্থের সাথে যুক্ত করা হয়েছিল (এবং অতিরিক্ত কার্যকারিতার জন্য চিপ প্রতি আরও বেশি গেট)। গেটের প্রস্থও প্রতিটি প্রজন্মের দ্রুত কমতে বা কমপক্ষে কমতে বন্ধ করার ঝোঁক ফেলেছে।

এই সীমিত প্রবণতাগুলি কেন খুব বেশি পরিচিত নয়? কিছু কিছু সত্ত্বা যাদের এই ট্রেন্ডগুলির সর্বাধিক জ্ঞান রয়েছে তাদের "সবচেয়ে বেশি হারাতে হবে" এবং এগুলি প্রচার করার ক্ষেত্রে সম্ভবত সবচেয়ে কম সম্ভাবনা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, কোটি কোটি ডলার মূল্যের ইন্টেল ভবিষ্যতের কার্যকারিতা সীমাবদ্ধতা বা হ্রাসের দিকে লক্ষ্য করে মালিকানাধীন অভ্যন্তরীণ ডেটা প্রকাশ করবে না।

দিগন্তে নতুন সম্ভাবনা রয়েছে যা সম্পূর্ণ নতুন ট্রেন্ডগুলির দিকে পরিচালিত করতে পারে (তবে কিছুতে প্রায় সম্পূর্ণ আলাদা প্রযুক্তি / উত্পাদন কৌশল জড়িত) সহ ফোটোনিক চিপস, 3-ডি চিপস যেখানে চিপগুলি একাধিক স্তর, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, ন্যানোট्यूबের মতো ন্যানো টেকনোলজিতে বিছানো থাকে ট্রানজিস্টর, ইত্যাদি



একটি বিষয় যা আমি দীর্ঘদিনের জন্য চেয়েছিলাম তা হ'ল কোরের গ্রুপগুলির ধারণার জন্য অপারেটিং সিস্টেম এবং ভাষা সমর্থন, যা প্রতিটি গ্রুপের একটি অভিন্ন মেমরি সিস্টেম রয়েছে এবং সমস্ত কোরের একটি সাধারণ মেমরি সিস্টেমের অ্যাক্সেসও রয়েছে the কোনও কোডের টুকরোটির জন্য এটি বলা সম্ভব হবে "আমি একটি থ্রেড স্প্যান করতে চাই যা আমি সর্বদা ঠিক একই মেমোরিটি দেখতে পাই" এবং সিস্টেমকে নিশ্চিত করে যে সমস্ত থ্রেডে একই মেমোরিটি চলমান দেখেছে একই কোর এই ধরনের গ্যারান্টি পাওয়া গেলে কিছু অ্যালগরিদমকে আরও বেশি দক্ষ করা যায় তবে অনেক সিস্টেমে একমাত্র ...
সুপারক্যাট

... এটি অর্জনের উপায়টি হ'ল অ্যাপ্লিকেশনটি একটি সিপিইউ কোর বাছাই করে এবং থ্রেডগুলি অন্য কোনওটিতে চালিত হওয়ার অনুমতি দেয় না, এমন একটি পদ্ধতির যা সত্যই বেশ ভয়ঙ্কর।
সুপারক্যাট

2
ঘড়ির গতি গত 10 বছরে উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়েনি। কোর যুক্ত করা, একক নির্দেশে নির্দেশাবলী সেট করা ইত্যাদি অন্য কোথাও যেমন বাধা হ্রাস করে eg মেমরি ব্যান্ডউইথ সমস্ত আধুনিক সিপিইউ 'স্পিড' এর প্রধান অবদানকারী ছিল।
জেমসআরয়ান

5

অতিরিক্ত প্রসেসরদের প্রতিনিধি

আরেকটি বিবেচনা (অন্যান্য দুর্দান্ত উত্তরগুলি ছাড়াও) হ'ল অন্যান্য প্রসেসরের কার্যগুলির প্রতিনিধি। প্রাথমিক গণনার দিনগুলিতে কেবলমাত্র একটি প্রসেসর ছিল। গ্রাফিক্সের জন্য, গণনাটি একই সিপিইউতে অন্য গণনার সাথে ভাগ করা হয়েছিল। গ্রাফিক্স প্রসেসিংয়ের জন্য এখন আমাদের পৃথক প্রসেসর রয়েছে।

একাধিক কোর

সিলিকনের একই টুকরোতে অনেকগুলি আধুনিক প্রসেসরের একাধিক কোর রয়েছে। যেহেতু তারা একই সিলিকনের টুকরো ভাগ করে, অন্য চিপ / প্রসেসরের চিপ বন্ধ করে ধীর করে তারা এতোটা প্রভাবিত করে না। উদাহরণ: গ্রাফিক্স প্রসেসর।

স্মৃতি এবং ঠিকানা প্রসারণ

প্রারম্ভিক 8 বিট মাইক্রোপ্রসেসরের আজকের 32-বিট এবং 64-বিট প্রসেসরের তুলনায় একটি ছোট অ্যাড্রেসিং রেঞ্জ ছিল। আধুনিক প্রসেসরগুলির একটি বর্ধিত মেমরির পরিধি রয়েছে যার অর্থ বাহ্যিক স্টোরেজ অ্যাক্সেস না করে মেমোরিতে আরও গণনা করা যায়।

এটি অন-চিপ মেমরির ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। বৃহত্তর ঠিকানা স্থানটি কেন্দ্রীয় কোরের আরও কাছাকাছি স্মৃতি স্থাপনের অনুমতি দেয়, যখন এখনও সিলিকনের বাইরে একটি বড় ঠিকানা স্থান রেখে যায়।

পাইপলাইন এবং ক্যাশে

স্মৃতিশক্তি সস্তা হওয়ার সাথে সাথে, আধুনিক কম্পিউটারগুলি এখন আরও পরিশীলিত ডেটা এবং নির্দেশের পাইপলাইনগুলির পাশাপাশি ডেটা এবং নির্দেশের ক্যাশে বাস্তবায়ন করছে। এই ধীরে ধীরে স্মৃতি (সিলিকনের বাইরে) থেকে অভ্যন্তরীণ ক্যাশে আনার প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে মৃত্যুদন্ড কার্যকর করে। কিছু প্রসেসরের forতাদের নির্দেশের ক্যাশে লুপ ধারণ করার ক্ষমতা থাকে have

সারাংশ

আজকের কম্পিউটারগুলি অনেক দ্রুত, কেবল ট্রানজিস্টার এবং সিলিকন প্রযুক্তিতে অগ্রগতির কারণে নয়, অন্যান্য প্রসেসর / কোরগুলিতে কাজের প্রতিনিধি দলের কারণেও। মেমরি দ্রুত এবং সস্তা হয়ে প্রসেসরগুলিকে সিপিইউতে প্রচুর মেমোরি রাখার অনুমতি দেয়। অ্যাড্রেসিং রেঞ্জগুলি আরও মেমরির জন্য মঞ্জুরি দেয় যার অর্থ বাহ্যিক স্টোরেজে কম ফ্যাচ। বৃহত্তর রেজিস্টার আকারগুলি চক্র প্রতি আরও ডেটা আনার জন্য অনুমতি দেয় (32-বিট সিস্টেমের সাথে 4 বাইট, 8-বিট সিস্টেমের সাথে 1 বাইট)। একাধিক কোরগুলি ক্রমিকের পরিবর্তে সমান্তরাল ক্রিয়াকলাপের অনুমতি দেয়।


4

কম্পিউটারের গতিতে প্রায় সমস্ত অগ্রগতি এই অঞ্চলগুলির মধ্যে একটি থেকে আসে:

ছোট ট্রানজিস্টর

ট্রানজিস্টরকে ছোট করে ফেলার ফলে দুটি জিনিস আসে:

  1. এগুলি শারীরিকভাবে একত্রে কাছাকাছি থাকে, সুতরাং উত্স থেকে গন্তব্য পর্যন্ত যাতায়াত করতে বৈদ্যুতিক সংকেতের জন্য সময়টি কম হয়। সুতরাং বৈদ্যুতিন সংকেতগুলি 50 বছর আগে কোনও দ্রুত ভ্রমণ না করে, তারা প্রায়শই এখন খুব কম দূরত্ব ভ্রমণ করে
  2. আরও বেশি ট্রানজিস্টর একটি চিপে অন্তর্ভুক্ত করা যায়, যার অর্থ একই সাথে আরও "কাজ" করা যেতে পারে। যত বেশি ট্রানজিস্টর যুক্ত করা হয়, তাদের পক্ষে দরকারী কাজ পাওয়া ততই কঠিন, তবে অনেক চালাক কৌশল ব্যবহার করা হয় (নীচে দেখুন)।

প্রতি নির্দেশে আরও "দরকারী কাজ"

উদাহরণস্বরূপ, কিছু প্রসেসরের পূর্ণসংখ্যাগুলি গুণিত বা ভাগ করার জন্য নির্দেশাবলীর অভাব থাকে; পরিবর্তে এই কাজটি ধীর সফ্টওয়্যার রুটিনের সাথে সম্পাদন করা আবশ্যক। গুণ ও বিভাজন নির্দেশাবলী যুক্ত করা জিনিসগুলিকে যথেষ্ট গতি দেয়। যোগ করা হচ্ছে ফ্লোটিং পয়েন্ট নির্দেশাবলী সফটওয়্যার যা ফ্লোটিং পয়েন্ট সংখ্যার প্রয়োজন গতি বাড়াতে পারেন।

প্রতি নির্দেশে আরও "দরকারী কাজ" করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায় শব্দের আকার বাড়িয়ে তুলছে । সিপিইউ যেগুলি 32-বিট সংখ্যায় অপারেশন করতে পারে প্রায়শই 16 বিট বা 8-বিট সিপিইউ হিসাবে একই কাজটি সম্পাদন করতে খুব কম নির্দেশের প্রয়োজন হয়।

কিছু প্রসেসর একাধিক ডেটা আইটেমগুলিতে ( সিমডি ) একই ক্রিয়াকলাপে বিশেষ নির্দেশাবলীতে একবারে কয়েকটি কাজ করার নির্দেশকে সমর্থন করে ।

চক্র প্রতি আরও নির্দেশাবলী

"ঘড়ি চক্র" প্রসেসরটি কীভাবে তার বর্তমান অবস্থা থেকে পরবর্তী অবস্থায় চলে যায়। এক অর্থে প্রসেসর একসাথে যে কাজ করতে পারে তার ক্ষুদ্রতম ইউনিট। তবে কোনও নির্দিষ্ট নির্দেশিকা কতগুলি ঘড়ি চক্র গ্রহণ করে তা প্রসেসরের ডিজাইনের উপর নির্ভর করে।

পাইপলাইনযুক্ত প্রসেসরের আবির্ভাবের সাথে "ওভারল্যাপ" করার পৃথক নির্দেশাবলীর পক্ষে এটি সম্ভব হয়েছিল, অর্থাৎ পূর্ববর্তীটি শেষ হওয়ার আগেই একটি শুরু হবে। তবে নির্দিষ্ট নির্দেশাবলী পরবর্তী নির্দেশকে অকার্যকর করতে পারে, যা পরবর্তী নির্দেশটি আংশিকভাবে কার্যকর না হওয়া পর্যন্ত জানা যাবে না, তাই জিনিসগুলি জটিল হতে পারে। (পাইপিলিন্ড প্রসেসরগুলিতে সমস্ত কিছু ঠিকঠাক কাজ করে তা নিশ্চিত করার জন্য যুক্তি অন্তর্ভুক্ত — তবে কার্য সম্পাদন বৈশিষ্ট্যগুলি আরও জটিল)

সুপারসকলার প্রসেসরগুলি এটিকে পরবর্তী স্তরে নিয়ে যায়, আক্ষরিক অর্থে একই সাথে দুটি নির্দেশ কার্যকর করার অনুমতি দেয় এবং আদেশ-বহির্গমন কার্যকর করার জন্য নির্দেশগুলি কার্যকর করার অনুমতি দেয়। এই বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য নির্দেশের স্ট্রিমটির বিশ্লেষণ প্রয়োজন, কোন নির্দেশাবলী একে অপরের সাথে সংঘর্ষ হয় না তা নিয়ে কাজ করে।

যদিও এই জাতীয় অন্যান্য কৌশলগুলি রয়েছে (যেমন শাখার পূর্বাভাস , অনুমানমূলক বাস্তবায়ন ), তবে আরও গুরুত্বপূর্ণ বিষয়টি সামগ্রিক চিত্র:

  • প্রতিটি নির্দেশ সম্পূর্ণ করতে নির্দিষ্ট সংখ্যক ঘড়ি চক্র গ্রহণ করে (অবিচ্ছিন্নভাবে অগত্যা নয়)
  • তবে এক সাথে একাধিক নির্দেশাবলীর অগ্রগতি হতে পারে
  • সুতরাং একটি পরিমাপযোগ্য " প্রতি চক্র প্রতি নির্দেশাবলী " যা উচ্চ-প্রসেসর প্রসেসরের জন্য> 1
  • তবে এটি কাজের চাপের উপর খুব দৃ strongly়তার সাথে নির্ভর করে

প্রতি সেকেন্ডে আরও চক্র

অন্য কথায়, উচ্চ ঘড়ির গতি । ঘড়ির গতি বাড়ানো কেবল উত্তাপের উত্থিত তাপই বৃদ্ধি করে না, তবে আরও অনেক সুশৃঙ্খল চিপ ডিজাইনেরও প্রয়োজন, কারণ সার্কিটের স্থিতিশীল হওয়ার জন্য একটি ছোট সময়সীমা রয়েছে। আমরা 2000 এর দশক পর্যন্ত এর থেকে অনেকগুলি মাইলেজ পেয়েছি যখন আমরা কিছু ব্যবহারিক সীমাবদ্ধতা আঘাত করি।

সঠিক সময়ে সঠিক জায়গায় ডেটা

যদিও ট্রান্সজিস্টর সঙ্কুচিত হওয়ার কারণে সিপিইউতে থাকা উপাদানগুলি আরও ঘনিষ্ঠ হয়ে উঠছে, সিপিইউ এবং র‌্যাম এখনও 5-10 সেন্টিমিটারের বাইরে আলাদা good যদি কোনও নির্দেশকে র‌্যামের থেকে কিছু প্রয়োজন হয় তবে সেই নির্দেশটি সম্পূর্ণ করতে ৫ বা cles টি চক্র গ্রহণ করবে না, এটি প্রায় 200 নেবে This এটি ভন নিউমানের বাধা সমস্যা।

এর বিরুদ্ধে আমাদের মূল অস্ত্র ক্যাশে । সম্প্রতি অ্যাক্সেস করা ডেটা আবার অ্যাক্সেস হওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে, তাই এটি সিপিইউ চিপের মধ্যে থাকা বিশেষ মেমোরিতে (ক্যাশে নামে পরিচিত) রাখা হয়, এটি অ্যাক্সেসকে আরও দ্রুত করে তোলে।

তবে অন্যান্য কৌশল (যেমন পাইপলাইনিং এবং শাখার পূর্বাভাস ) প্রসেসরটিকে ডেটা আসার অপেক্ষার সময় দরকারী কাজ করার অনুমতি দেয় এবং শীঘ্রই কোন ডেটা প্রয়োজন হতে পারে তাও ভবিষ্যদ্বাণী করে।

একাধিক এবং / অথবা বিশেষায়িত প্রসেসর

একাধিক প্রসেসরের চেয়ে একক প্রসেসরের জন্য সফটওয়্যার লেখা অনেক সহজ। তবে, কখনও কখনও কর্মক্ষমতা / ব্যয় / বিদ্যুৎ খরচ বেনিফিট এটিকে সার্থক করে তোলে।

এছাড়াও, নির্দিষ্ট প্রসেসরগুলি নির্দিষ্ট কিছু কাজের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত। উদাহরণস্বরূপ, জিপিইউগুলি 2D এবং 3 ডি গ্রাফিক্স এবং এফেক্টস রেন্ডারিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় গণনার জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়েছে।

মাল্টি-কোর প্রসেসরগুলি মূলত একক চিপে একাধিক প্রসেসর।


3

কম্পিউটারগুলি যখন প্রতি ইউনিট সময়কালে আরও বেশি গণনা করতে পারে, তখন তাদের দ্রুততর হিসাবে দেখা হয়। প্রতিটি গণনা আগের চেয়ে দ্রুত আর না করা যেতে পারে, তবে আরও গণনা করা হচ্ছে। একটি ভাল উপমাটি কোনও রানার যে পদক্ষেপ নেয় তার সংখ্যা। কোনও রানার মুরের আইন অনুসারে আচরণ করলে রানার প্রতি দুই বছরে দ্বিগুণ পদক্ষেপ নিতে সক্ষম হয়। সংক্ষেপে, রানার দুই বছর আগে রানারের একই সময়ের দ্বিগুণ দূরত্বকে আবরণ করবে। সময়ের দ্বারা ভাগ করা দূরত্বের গতির সমান। 2 এক্স দূরত্ব 2 এক্স গতির সমান।


3

কম্পিউটার / সিপিইউর প্রক্রিয়াকরণ শক্তি এটি সত্যই কত দ্রুত বিদ্যুৎ ভ্রমণ করে তবে এটি কীভাবে চালু এবং বন্ধ করা যায়। আপনি বর্তমান প্রবাহমান এবং প্রবাহিত না হওয়ার মধ্যে তত দ্রুত স্যুইচ করতে পারবেন, তত বেশি তথ্য আপনি সিপিইউতে প্রসেস করতে পারবেন বা লাইনটি সঞ্চারিত করতে পারবেন।


2

পিসিগুলিতে ব্যবহৃত সাধারণ প্রসেসরের জন্য তাপের অপচয় হ্রাস এক দশক ধরে একটি সীমাবদ্ধ ফ্যাক্টর, যেখানে পিসির এয়ার কুলড প্রসেসরগুলি প্রায় 4 গিগাহার্টজ সীমাবদ্ধ ছিল। ওয়াটার কুলিং এটিকে প্রায় 5 গিগাহার্টজে উন্নীত করে এবং নাইট্রোজেন কুলিং প্রায় 6 গিগাহার্জ থেকে 6.5 গিগাহার্টজ ঘড়ির হারকে ঠেলে দিতে ব্যবহৃত হয়।

ঘড়ির হার মূলত ভোল্টেজ বনাম সার্কিট লজিক আকারের একটি কার্য (রাষ্ট্রগুলি পরিবর্তন করতে এটি কতক্ষণ সময় নেয়)। ভোল্টেজ বা তত কম সার্কিট যুক্তি, তত দ্রুত হার, তবে এটি তাপ অপচয় হ্রাসের সমস্যা উপস্থাপন করে কারণ ঘনত্ব সাধারণত সার্কিট যুক্তির আকার হ্রাস করার সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়। উচ্চ ঘনত্বের সাথে, তাপটি ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য তাপ সঞ্চালনের উপাদানগুলির জন্য খুব বেশি জায়গা বাকি নেই। ঘনত্ব হ্রাস ব্যয় বৃদ্ধি করে, এবং আরও দীর্ঘতর বর্তনীগুলির কারণে প্রসারণে বিলম্ব বাড়ায়।

সিপিইউ গত কয়েক বছরে এত দ্রুত গতি অর্জন করতে পারেনি, বর্তমান ইন্টেল i7 4790K (৪.০ গিগাহার্টজ, ৪.৪ গিগাহার্টজ টার্বো) দ্বিতীয় প্রজন্মের ইন্টেল আই 27 ২00০০ কে (৩.৩ গিগাহার্টজ, ৩.৯ গিগাহার্টজ টার্বো) এর চেয়ে অনেক বেশি দ্রুত নয় এটির চেয়ে দ্রুত গতির হার (প্রায় 14.3% দ্রুত)। অন্যদিকে, যেহেতু 3 ডি গ্রাফিকগুলি সমান্তরাল ক্রিয়াকলাপগুলির সুবিধা নিতে পারে, তাই ভিডিও কার্ডগুলি গত 4 বা 5 বছরে প্রায় 3 টির একটি ফ্যাক্টর দ্বারা কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি পেয়েছে, কারও কারও কাছে 3,000+ উপ-কোরের সমতুল্য রয়েছে।


2

ইতিমধ্যে প্রদত্ত উত্তরগুলি ভাল হলেও এগুলি সবগুলি খুব জটিল বলে মনে হচ্ছে!

দ্রুত "টিএলডিআর" উত্তরটি হ'ল "লজিক গেটের সংখ্যা" এবং "কীভাবে এই যুক্তি গেটে আগুন লাগাতে পারে"। 1s এবং 0 এর মতো লজিক গেটগুলি সম্পর্কে ভাবুন। এটি কেবলমাত্র একটি ট্রানজিস্টর / ভ্যাকাম টিউব / যা চালু বা বন্ধ হোক না কেন। 1 টি 0 এ বন্ধ রয়েছে।

বিদ্যুৎ কোনও গতি বা ধীর স্থানান্তরিত করে না, তবে আপনি নিজের চিপের উপর আরও বেশি এবং শূন্যগুলি ক্র্যাম করতে পারেন কারণ সেগুলি এবং শূন্যগুলি নিজেরাই ছোট। এবং আপনি এগুলিকে সময়ের সাথে সাথে আরও দ্রুত ফ্লপ করতে পারেন। এটি কি একটু সহজ উত্তর দেয়?


2

এখন পর্যন্ত দুটি বড় কারণ হ'ল ট্রানজিস্টর একটি হাস্যকর ডিগ্রি দ্বারা সঙ্কুচিত হয়েছে এবং তাই আমাদের কাছে এখন প্রায় এক বিলিয়ন ট্রানজিস্টর সহ স্মার্টফোন রয়েছে এবং ট্রানজিস্টরকে এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে স্যুইচ করা অনেক দ্রুততর হয়েছে। দ্রুত স্যুইচিং আরও গতিতে সরাসরি অনুবাদ করে। ট্রানজিস্টরের বেশি সংখ্যক গতি পরোক্ষভাবে বৃদ্ধি পায় কারণ এটি উল্লেখ করা হচ্ছে এমন আরও অনেক উন্নতির একটি সক্ষমকারী: আমাদের ক্যাশে রয়েছে কারণ আমাদের আরও ট্রানজিস্টর রয়েছে। আমাদের আরও বেশি বড় রেজিস্টার রয়েছে কারণ আমাদের আরও ট্রানজিস্টর রয়েছে। আমাদের ভেক্টরের নির্দেশনা রয়েছে কারণ আমাদের আরও ট্রানজিস্টর রয়েছে। আমাদের ডুয়াল, কোয়াড কোর বা দশটি কোর প্রসেসর রয়েছে কারণ আমাদের আরও ট্রানজিস্টর রয়েছে।

আরও ভাল ডিগ্রিতে উন্নত ডিজাইনের কারণে আমাদের গতির উন্নতি হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, একটি গুণক কেবল দ্রুত নয় কারণ আমাদের আরও ট্রানজিস্টর রয়েছে, তবে আমরা আরও ভাল পদ্ধতি ব্যবহার করি। শাখার পূর্বাভাস কেবল আরও ট্রানজিস্টর উপলব্ধ থাকার বাইরে উন্নত হয়েছে। তবে সব মিলিয়ে, এটি একটি বিলিয়ন ট্রানজিস্টরের ব্রুট পাওয়ারের তুলনায় একটি ছোট প্রভাব।

(প্রথম ম্যাকের প্রসেসরটিকে মোটোরোলা 68000 প্রসেসর বলা হয়েছিল কারণ এতে 68000 ট্রানজিস্টর ছিল A নতুন আইপ্যাডে প্রায় 20,000 গুণ বেশি))


0

আমি একজন যান্ত্রিক প্রকৌশলী, সুতরাং এটি কোনও প্রসেসরের গতিতে কতটা প্রভাব ফেলবে বা এটি একটি সীমাবদ্ধ ফ্যাক্টর হয়ে উঠেছে কিনা তা নিয়ে আমি পরিচিত নই, তবে এর পিছনে পদার্থবিজ্ঞানটি সুদৃ .়। সার্কিটের আনয়ন এবং ক্যাপাসিট্যান্স ডিজিটাল ভোল্টেজ সংকেতগুলি কত দ্রুত বৃদ্ধি এবং পড়তে পারে তা প্রভাবিত করবে - এভাবে স্যুইচিং গতিকে প্রভাবিত করে। আদর্শভাবে, স্যুইচিং সংকেতগুলি সুন্দর বর্গাকার তরঙ্গ হতে পারে। বাস্তবে এগুলি কিছুটা বিকৃত এবং প্রান্তগুলিতে opালু। পরবর্তী ঘড়ির চক্রের আগে পড়ার জন্য সিগন্যালগুলি উচ্চতর এবং দীর্ঘ দীর্ঘ হতে হবে। মূলত, সিগন্যাল তরঙ্গ শীর্ষে একটি "ফ্ল্যাট স্পট" প্রয়োজন। আপনি যদি খুব দ্রুত স্যুইচ করেন তবে আপনি আরও একটি পয়েন্ট ওয়েভ সিগন্যাল পাবেন। আপনারা যারা ডিজিটাল সিগন্যালের সাথে বেশি পরিচিত তারা প্রয়োজনে স্পষ্ট করতে পারেন, তবে ধারণাটি সঠিক।


2
স্বাগত! আমি যতদূর সচেতন, আপনারা যা বলছেন তা সত্য। কিন্তু আমি দেখতে পাই না যে এটি কীভাবে কম্পিউটারগুলি বছরের পর বছর ধরে দ্রুত অর্জন করতে সক্ষম হয়েছে তার অনুমানের জবাব দেয়।
ডেভিড রিচারবি
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.