সারাংশ
অর্থনীতি। এটি একটি সিপিইউ ডিজাইন করা সস্তা এবং সহজ যা উচ্চ ঘড়ির গতির চেয়ে বেশি কোর রয়েছে, কারণ:
বিদ্যুৎ ব্যবহারে উল্লেখযোগ্য পরিমাণ বৃদ্ধি। আপনি ঘড়ির গতি বাড়ানোর সাথে সাথে সিপিইউ পাওয়ার ব্যবহার দ্রুত বৃদ্ধি পায় - আপনি তাপীয় স্থানটিতে কম গতিতে অপারেটিং কোরের সংখ্যা দ্বিগুণ করতে পারেন এটি ঘড়ির গতি 25% বাড়িয়ে নিতে পারে। 50% এর জন্য চতুর্থাংশ।
ক্রমবর্ধমান প্রক্রিয়াকরণের গতি বাড়ানোর অন্যান্য উপায় রয়েছে এবং সিপিইউ নির্মাতারা সেগুলির ভাল ব্যবহার করে।
আমি আমাদের বোন এসই সাইটে একটিতে এই প্রশ্নের উত্তরের উত্তরের উপর ভারী অঙ্কন করব । সুতরাং তাদের upvote যেতে!
ঘড়ির গতি সীমাবদ্ধতা
ঘড়ির গতিতে কয়েকটি জ্ঞাত শারীরিক সীমাবদ্ধতা রয়েছে:
সংক্রমণ সময়
কোনও সার্কিট অতিক্রম করতে বৈদ্যুতিক সংকেত লাগার সময় আলোর গতি দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে। এ বড়ই কঠিন নির্দিষ্ট রয়েছে এবং এটি প্রায় উপায় কি কারও জানা নেই 1 । গিগাহার্টজ-ক্লকগুলিতে, আমরা এই সীমাটিতে পৌঁছে যাচ্ছি।
তবে আমরা এখনও সেখানে নেই। 1 গিগাহার্জ মানে প্রতি ক্লক টিক এক ন্যানোসেকেন্ড। এই সময়ে, আলো 30 সেমি ভ্রমণ করতে পারে। 10 গিগাহার্টজ এ হালকা 3 সেমি ভ্রমণ করতে পারে। একটি একক সিপিইউ কোর প্রায় 5 মিমি প্রশস্ত, সুতরাং আমরা 10 গিগাহার্জ পূর্ববর্তী কোথাও এই সমস্যাগুলিতে চলে যাব। 2
স্যুইচিং দেরি
এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে যাওয়ার জন্য সিগন্যালের জন্য যে সময় লাগে তা কেবল বিবেচনা করা যথেষ্ট নয়। আমাদের সিপিইউর মধ্যে একটি যুক্তি গেটের জন্য একটি রাষ্ট্র থেকে অন্য রাজ্যে স্যুইচ করতে যে সময় লাগে তাও আমাদের বিবেচনা করা উচিত! আমরা যেমন ঘড়ির গতি বৃদ্ধি করি, এটি একটি সমস্যা হয়ে উঠতে পারে।
দুর্ভাগ্যক্রমে, আমি নির্দিষ্টকরণ সম্পর্কে নিশ্চিত নই, এবং কোনও সংখ্যা সরবরাহ করতে পারি না।
স্পষ্টতই, এর মধ্যে আরও পাওয়ার পাম্পিং স্যুইচিংকে গতি দিতে পারে, তবে এটি বিদ্যুত ব্যবহার এবং তাপ অপচয় রোধ উভয়ই বাড়ে। এছাড়াও, আরও শক্তির অর্থ আপনার কোনও ক্ষতি ছাড়াই এটি পরিচালনা করতে সক্ষম বাল্কিয়ার কন্ডুইটগুলির প্রয়োজন।
তাপ অপচয় / বিদ্যুৎ খরচ
এটিই বড়। ফজিহায়ার 2 এর উত্তর থেকে উদ্ধৃতি :
সাম্প্রতিক প্রসেসরগুলি সিএমওএস প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। প্রতিবার যখন একটি ঘড়ির চক্র হয়, শক্তি বিচ্ছিন্ন হয়। অতএব, উচ্চতর প্রসেসরের গতি মানে আরও বেশি তাপ অপচয়।
এই আনন্দটেক ফোরামের থ্রেডে কিছু সুন্দর পরিমাপ রয়েছে এবং তারা বিদ্যুৎ ব্যবহারের জন্য একটি সূত্রও পেয়েছে (যা উত্তাপের সাথে উত্পন্ন হয়ে যায়):
আইডন্টকেয়ারে ক্রেডিট
আমরা নিম্নলিখিত গ্রাফে এটি কল্পনা করতে পারি:
আইডন্টকেয়ারে ক্রেডিট
আপনি দেখতে পাচ্ছেন, ঘড়ির গতি একটি নির্দিষ্ট পয়েন্ট পেরিয়ে যাওয়ার কারণে বিদ্যুৎ খরচ (এবং উত্তাপিত উত্পন্ন) খুব দ্রুত বেড়ে যায়। এটি সীমাহীনভাবে ঘড়ির গতি বাড়াতে অবৈধ করে তোলে।
বিদ্যুতের ব্যবহারের দ্রুত বর্ধনের কারণটি সম্ভবত স্যুইচিং বিলম্বের সাথে সম্পর্কিত - এটি কেবল ঘড়ির হারের তুলনামূলকভাবে শক্তি বাড়ানোর পক্ষে যথেষ্ট নয়; উচ্চ ঘড়িতে স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে ভোল্টেজটিও বাড়াতে হবে। এটি পুরোপুরি সঠিক নাও হতে পারে; একটি মন্তব্যে সংশোধন চিহ্নিত করতে নির্দ্বিধায় বা এই উত্তরে একটি সম্পাদনা করুন feel
আরও কোর?
তাহলে কেন আরও কোর? ঠিক আছে, আমি অবশ্যই এই উত্তর দিতে পারি না। আপনাকে ইন্টেল এবং এএমডিতে লোকদের জিজ্ঞাসা করতে হবে। তবে আপনি এটির উপরে দেখতে পারেন, আধুনিক সিপিইউগুলির সাথে এক পর্যায়ে এটি ঘড়ির গতি বাড়ানো অবৈধ হয়ে পড়ে।
হ্যাঁ, মাল্টিকোরও প্রয়োজনীয় শক্তি এবং তাপ অপচয় হ্রাস করে। তবে এটি সংক্ষিপ্ততার সাথে সংক্রমণ সময় এবং সুইচিং বিলম্ব ইস্যুগুলি এড়িয়ে চলে। এবং, যেমন আপনি গ্রাফ থেকে দেখতে পাচ্ছেন, আপনি সহজেই আধুনিক সিপিইউতে ঘরের গতি 25% বৃদ্ধি হিসাবে একই তাপীয় ওভারহেড সহ কোরের সংখ্যা দ্বিগুণ করতে পারেন।
কিছু লোক এটি করেছে - বর্তমানের ওভারক্লকিং বিশ্ব রেকর্ডটি 9 গিগাহার্টজ-এর থেকে লজ্জাজনক। তবে বিদ্যুৎ খরচ গ্রহণযোগ্যতার সীমার মধ্যে রাখার ক্ষেত্রে এটি করা একটি গুরুত্বপূর্ণ ইঞ্জিনিয়ারিং চ্যালেঞ্জ। ডিজাইনাররা এক পর্যায়ে সিদ্ধান্ত নিয়েছে যে সমান্তরালভাবে আরও কাজ করতে আরও কোর যুক্ত করা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে পারফরম্যান্সকে আরও কার্যকর উত্সাহ প্রদান করবে।
সেখানে অর্থনীতির আগমন ঘটে - মাল্টিকোর রুটে যেতে সম্ভবত এটি সস্তা (কম ডিজাইনের সময়, কম জটিল) ছিল। এবং এটি সহজেই বাজারজাত করা যায় - ব্র্যান্ড নিউ অক্টা-কোর চিপটি কে পছন্দ করে না ? (অবশ্যই, আমরা জানি যে সফ্টওয়্যারটি এটি ব্যবহার না করে যখন মাল্টিকোরটি বেশ বেহুদা ...)
সেখানে হয় মাল্টিকোর করার জন্য একটি downside হয়: আপনি আরো শারীরিক জায়গা দরকার অতিরিক্ত কোর করা। তবে, সিপিইউ প্রক্রিয়া আকার ক্রমাগতভাবে অনেক সঙ্কুচিত হয়, সুতরাং পূর্ববর্তী ডিজাইনের দুটি অনুলিপি রাখার জন্য প্রচুর জায়গা রয়েছে - আসল ট্রেডঅফ বড়, আরও জটিল, একক কোর তৈরি করতে সক্ষম হচ্ছে না। তারপরে আবারও জটিল জটিলতা বাড়ানো একটি ডিজাইনের দৃষ্টিকোণ থেকে খারাপ জিনিস - আরও জটিলতা = আরও বেশি ভুল / বাগ এবং উত্পাদন ত্রুটি। আমরা মনে করি দক্ষ কোর সহ একটি সুখী মাধ্যম আমরা পেয়েছি যা খুব বেশি জায়গা না নেওয়ার পক্ষে সহজ।
আমরা বর্তমান প্রক্রিয়া আকারে একক ডাইতে ফিট করতে পারি এমন কোরগুলির সংখ্যাটি ইতিমধ্যে আমরা সীমাবদ্ধ করে ফেলেছি। আমরা শীঘ্রই জিনিসগুলি কতটা সঙ্কুচিত করতে পারি তার একটি সীমাতে আমরা আঘাত করতে পারি। তো এরপর কি? আমাদের কি আরও দরকার? দুর্ভাগ্যক্রমে উত্তর দেওয়া এটাই কঠিন। এখানে কেউ একজন দাবিদার?
কর্মক্ষমতা উন্নত করার অন্যান্য উপায়
সুতরাং, আমরা ঘড়ির গতি বাড়াতে পারি না। এবং আরও কোরগুলির একটি অতিরিক্ত অসুবিধা রয়েছে - যথা, যখন কেবল তাদের উপর চলমান সফ্টওয়্যারগুলি সেগুলি ব্যবহার করতে পারে তখনই তারা সহায়তা করে।
তো, আমরা আর কী করতে পারি? আধুনিক সিপিইউগুলি কী একই ঘড়ির গতিতে বয়স্কগুলির চেয়ে এত দ্রুত হয়?
ঘড়ির গতি আসলেই কোনও সিপিইউর অভ্যন্তরীণ কার্যকারিতার খুব কাছাকাছি অনুমান। কোনও সিপিইউর সমস্ত উপাদান সেই গতিতে কাজ করে না - কেউ কেউ প্রতি দুটি টিকিট একবারে পরিচালনা করতে পারে ইত্যাদি ..
আরও গুরুত্বপূর্ণ তা হ'ল আপনি সময় প্রতি ইউনিট সম্পাদন করতে পারেন এমন নির্দেশিকাগুলির সংখ্যা । এটি একটি একক সিপিইউ কোর কতটা অর্জন করতে পারে তার একটি আরও ভাল পরিমাপ। কিছু নির্দেশ; কেউ এক ঘড়ি চক্র গ্রহণ করবে, কেউ তিনটি সময় নেবে। বিভাগ, উদাহরণস্বরূপ, সংযোজনের তুলনায় যথেষ্ট ধীর।
সুতরাং, আমরা প্রতি সেকেন্ডে কার্যকর করতে পারে এমন নির্দেশিকাগুলির সংখ্যা বাড়িয়ে আমরা একটি সিপিইউ আরও ভাল পারফর্ম করতে পারি। কিভাবে? ঠিক আছে, আপনি একটি নির্দেশকে আরও দক্ষ করে তুলতে পারেন - সম্ভবত বিভাগে এখন কেবল দুটি চক্র লাগবে। তারপরে রয়েছে পাইপলাইনের নির্দেশনা । প্রতিটি নির্দেশকে একাধিক পর্যায়ে ভাঙ্গার মাধ্যমে, "সমান্তরালভাবে" নির্দেশাবলী কার্যকর করা সম্ভব - তবে প্রতিটি নির্দেশের এখনও একটি সুবিন্যুত, অনুক্রমিক, নির্দেশাবলীর আগে এবং পরে সম্পর্কিত একটি আদেশ রয়েছে, সুতরাং এর জন্য মাল্টিকোরের মতো সফ্টওয়্যার সমর্থনের প্রয়োজন নেই আছে।
আরও একটি উপায় আছে: আরও বিশেষ নির্দেশাবলী। আমরা এসএসই এর মতো জিনিস দেখেছি, যা একসাথে প্রচুর পরিমাণে ডেটা প্রক্রিয়া করার জন্য নির্দেশনা সরবরাহ করে। নতুন লক্ষ্য সেট ক্রমাগত একই লক্ষ্য সঙ্গে চালু করা হয়। এগুলি, আবার, সফ্টওয়্যার সমর্থন এবং হার্ডওয়্যার জটিলতা বৃদ্ধি প্রয়োজন, কিন্তু তারা একটি দুর্দান্ত পারফরম্যান্স উত্সাহ প্রদান করে। সম্প্রতি, AES-NI ছিল, যা হার্ডওয়্যার-গতিযুক্ত AES এনক্রিপশন এবং ডিক্রিপশন সরবরাহ করে, যা সফ্টওয়্যারটিতে প্রয়োগকৃত গাণিতিকগুলির একগুণের চেয়ে অনেক দ্রুত।
1 যাইহোক, তাত্ত্বিক কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের মধ্যে গভীরভাবে না Not
2 এটি আসলে কম হতে পারে, যেহেতু বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রচার কোনও শূন্যস্থানে আলোর গতির চেয়ে তত দ্রুত নয়। এছাড়াও, এটি কেবল সরলরেখার দূরত্বের জন্য - সম্ভবত এটির পক্ষে সম্ভবত কমপক্ষে একটি পথ রয়েছে যা সোজা রেখার চেয়ে যথেষ্ট দীর্ঘ।