Ich habe gerade über das neue Samsung Galaxy Note Edge mit einem 2,7-GHz-Quad-Core-Prozessor und 3 GB RAM gelesen.
Der Laptop, den ich letztes Jahr von HP gekauft habe, hat 4 GB RAM und einen 2,3-GHz-Quad-Core. Mein iMac ist sogar noch älter und hat einen 2,5-GHz-i5.
Bedeutet dies, dass das neue Samsung-Gadget leistungsstärker ist als mein Desktop?
Ist der 2,7-GHz-Takt derselbe wie bei nicht-mobilen Geräten (wird er vergrößert oder verglichen usw.)?
Warum verfügen moderne Computer in Bezug auf die Leistung nicht über zwei dieser Samsung Quad-Core-Prozessoren, die parallel betrieben werden und eine Prozessorleistung von 5,4 GHz für die Menge an elektrischer Energie verbrauchen, die zwei Galaxy Note-Akkus liefern?
Antworten:
Lassen Sie uns eines klarstellen: MHz / GHz und die Anzahl der Kerne sind kein verlässlicher Indikator für die relative Leistung von zwei beliebigen Prozessoren.
Das waren bestenfalls in der Vergangenheit zweifelhafte Zahlen, aber jetzt, wo wir mobile Geräte haben, sind sie absolut schreckliche Indikatoren. Ich werde später in meiner Antwort erklären, wo sie verwendet werden können, aber lassen Sie uns jetzt über andere Faktoren sprechen.
Heutzutage sind beim Vergleich von Prozessoren die Werte für Thermal Design Power (TDP) und Feature Fabrication Size (auch als "Fab Size" bezeichnet) (in Nanometern - nm ) die besten zu berücksichtigenden Werte .
Grundsätzlich gilt: Mit zunehmender Thermal Design Power steigt der "Maßstab" der CPU. Denken Sie an die "Skala" zwischen einem Fahrrad, einem Auto, einem Lastwagen, einem Zug und einem C-17-Frachtflugzeug. Eine höhere TDP bedeutet einen größeren Maßstab. Der MHz kann höher sein oder auch nicht , aber andere Faktoren wie die Komplexität der Mikroarchitektur, die Anzahl der Kerne, die Leistung des Verzweigungsprädiktors, die Größe des Caches, die Anzahl der Ausführungspipelines usw. sind in der Regel höher. Prozessoren skalieren.
Mit abnehmender Baugröße steigt nun die "Effizienz" der CPU. Wenn wir also zwei Prozessoren annehmen, die genau gleich konstruiert sind, mit der Ausnahme, dass einer auf 14 nm verkleinert ist, während der andere auf 28 nm skaliert ist, kann der 14-nm-Prozessor:
Wenn Unternehmen wie Intel und die ARM-basierten Chiphersteller (Samsung, Qualcomm usw.) die Fab-Größe verringern, tendieren sie im Allgemeinen auch dazu, die Leistung ein wenig zu steigern. Dies beeinträchtigt genau, wie viel Energieeffizienz sie erzielen können, aber jeder möchte, dass seine Produkte schneller laufen. Daher gestalten sie ihre Chips "ausgewogen", sodass Sie einige Energieeffizienzgewinne und einige Leistungsgewinne erzielen. Auf der anderen Extremen, könnten sie den Prozessor halten genau so leistungshungrige wie die vorherige Generation, aber die Leistung hochzufahren viel ; oder sie könnten den Prozessor exakt auf der gleichen Geschwindigkeit halten wie die vorherige Generation, aber den Stromverbrauch um ein Vielfaches reduzieren .
Das Wichtigste ist, dass die aktuelle Generation von Tablet- und Smartphone-CPUs eine TDP von 2 bis 4 Watt und eine Fab-Größe von 28 nm aufweist. Ein Low-End- Desktop-Prozessor aus dem Jahr 2012 hat eine TDP von mindestens 45 Watt und eine Fab-Größe von 22 nm. Selbst wenn das System On Chip (SoC) des Tablets an eine A / C-Netzstromquelle angeschlossen wäre, muss es sich nicht um einen Stromausfall kümmern (um Batterie zu sparen), würde ein Quad-Core-Tablet-SoC jeden einzelnen CPU-Benchmark vollständig verlieren auf einen 2012er Low-End "Core i3", Dual-Core-Prozessor mit möglicherweise niedrigerem GHz.
Die Gründe:
Eine nette Analogie, an die ich gerade gedacht habe: Sie könnten sich das "MHz" eines Prozessors vorstellen, wie das "RPM" -Zeichen des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs. Wenn ich den Motor meines Motorrads auf 6000 U / min hochdrehe, bedeutet das, dass es bei 1000 U / min mehr Last ziehen kann als die 16-Zylinder-Antriebsmaschine eines Zuges? Nein natürlich nicht. Eine Kraftmaschine leistet etwa 2000 bis 4000 PS ( Beispiel hier ), während ein Motorradmotor etwa 100 bis 200 PS leistet ( Beispiel hier für den stärksten Motorradmotor aller Zeiten, der nur 200 PS leistet).
TDP ist näher an der Leistung als MHz, aber nicht genau.
Ein Gegenbeispiel ist der Vergleich eines Intel Core i5-Prozessors des Modells "Haswell" (4. Generation) von 2014 mit einem AMD-High-End-Prozessor. Diese beiden CPUs haben eine ähnliche Leistung, aber der Intel-Prozessor verbraucht 50% weniger Energie! In der Tat kann ein 55 Watt Core i5 eine 105 Watt AMD "Piledriver" -CPU oft übertreffen. Der Hauptgrund hierfür ist, dass Intel eine viel fortschrittlichere Mikroarchitektur hat, die sich seit dem Start der Marke "Core" von AMD abhebt. Intel hat auch ihre Fab-Größe viel schneller als AMD gesteigert und AMD im Staub gelassen.
Desktop- / Laptop-Prozessoren sind in Bezug auf die Leistung etwas ähnlich, bis Sie auf winzige Intel-Tablets kommen, die aufgrund von Leistungsbeschränkungen eine ähnliche Leistung wie mobile ARM-SoCs aufweisen. Aber solange Desktop- und "Full-Scale" -Laptop-Prozessoren Jahr für Jahr innovativ bleiben, was wahrscheinlich auch der Fall sein wird, werden Tablet-Prozessoren sie nicht überholen.
Abschließend möchte ich sagen, dass MHz und die Anzahl der Kerne keine völlig nutzlosen Metriken sind. Sie können diese Metriken verwenden, wenn Sie CPUs vergleichen, die:
Wenn diese Aussagen für zwei CPUs zutreffen, z. B. für den Intel Xeon E3-1270v3 im Vergleich zum Intel Xeon E3-1275v3, können Sie einen Hinweis auf den Unterschied erhalten, wenn Sie sie einfach nach MHz und / oder Anzahl der Kerne vergleichen Bei der Leistung ist der Unterschied jedoch viel geringer als bei den meisten Workloads.
Hier ist ein kleines Diagramm, das ich in Excel erstellt habe, um die relative Bedeutung einiger gängiger CPU-Spezifikationen zu demonstrieren (Hinweis: "MHz" bezieht sich eigentlich auf "Taktrate", aber ich hatte es eilig; "ISA" bezieht sich auf "Befehlssatz") Architektur ", dh das tatsächliche Design der CPU)
Hinweis: Bei diesen Zahlen handelt es sich um ungefähre Werte / Standardwerte, die auf meinen Erfahrungen beruhen und nicht auf wissenschaftlichen Untersuchungen.
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Hm .. Das ist eine gute Frage.
Die Antwort lautet NEIN, Samsung Galaxy ist höchstwahrscheinlich nicht so leistungsstark wie Ihr Desktop-PC. Und dies wäre offensichtlich, wenn Sie einen umfassenden CPU-Benchmark-Test durchführen würden.
Ich werde versuchen, die Antwort so zusammenzustellen, wie ich sie sehe. Andere, erfahrenere Mitglieder werden wahrscheinlich später mehr Details und Wert hinzufügen.
Zum einen unterstützen Prozessoren für mobile Geräte und Desktop-PCs aufgrund der unterschiedlichen CPU-Architektur unterschiedliche Befehlssätze. Wie Sie wahrscheinlich vermutet haben, ist der Befehlssatz für PCs größer.
Eine andere Sache ist falsche Werbung. Die für die PC-CPU angegebene Geschwindigkeit wird häufig erreicht, und die CPU kann über einen längeren Zeitraum mit dieser Geschwindigkeit betrieben werden. Dies ist aufgrund einer übermäßigen Stromversorgung aus dem Stromnetz und eines angemessenen Kühlsystems möglich, mit dem die Wärme aus dem Kern abgeführt werden kann. Dies ist bei mobilen Geräten nicht der Fall. Die angegebene Geschwindigkeit ist die maximal mögliche Geschwindigkeit, liegt jedoch weit über der Durchschnittsgeschwindigkeit. Mobile Geräte verlangsamen häufig ihre CPU, weil sie überhitzt sind und um Batterie zu sparen.
Und nicht zuletzt sind zusätzliche Komponenten wie Hauptspeicher (RAM), Cache-Speicher usw. verfügbar. Die Größe des RAM ist nicht das einzige Kriterium. Es gibt auch eine RAM-Taktrate, die definiert, wie schnell Daten im / vom RAM gespeichert und abgerufen werden können. Diese Parameter variieren auch zwischen mobilen Geräten und PCs.
Sie könnten sich weitere Unterschiede einfallen lassen, aber die Hauptursache sind der Stromverbrauch und die Größenanforderungen. PCs können es sich leisten, mehr Strom aus dem Netz zu ziehen, und sie können es sich auch leisten, größer zu sein, sodass sie immer eine höhere Rechenleistung liefern.
Zum Nachlesen empfehle ich: Prozessoren: Computer vs Mobile
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Tatsächlich hat die MHz-Bewertung zwischen den Prozessoren der verschiedenen Hersteller nur eine geringe Relevanz. Es hat nur eine gewisse Relevanz für CPUs in genau derselben Familie. Während Telefonprozessoren ziemlich schnell werden und die Hosen der alten Pentium 4 schlagen, kann man sie immer noch nicht mit einem Low-End-Core-i3 vergleichen.
Sie sollten sich bewusst sein, dass es eine Reihe von Faktoren gibt, die die Gesamtleistung und nicht nur die CPU beeinflussen. Zum Beispiel,
Die Taktrate oder die MHz-Bewertung ist also nur ein Teil einer Reihe von verschiedenen Dingen, mit denen Sie die Leistung messen können. Ein AMD-Prozessor ist eher ein anderer Fischkessel als einer von Intel oder ARM. Es ist seit langem bekannt, dass eine AMD-CPU mit 3 GHz und derselben Kernanzahl nicht so gut funktioniert wie eine Intel-CPU mit derselben Kernanzahl und ähnlichen Spezifikationen und GHz-Werten.
Sie werden auch bemerken, dass die Speichergeschwindigkeit auch die Leistung und den Cache beeinflusst. Beachten Sie, dass Serverprozessoren im Vergleich zu Desktop-Prozessoren und denen, die Sie in Ihrem Telefon finden, über große L1-Caches verfügen. Sie verbringen weniger Zeit mit dem Warten auf Daten als dies bei einer Telefon-CPU der Fall ist.
Der Grund, warum ich Anweisungssatz und Softwareoptimierung hinzugefügt habe, ist, dass einige Software-Algorithmen einen Chip besser ausführen können als einen anderen, weil sie spezielle Anweisungen verwenden können, um bestimmte Vorgänge zu beschleunigen, die andernfalls Dutzende von Anweisungen erfordern könnten. Dies ist nicht zu unterschätzen.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die TPD nichts mit der Leistung zu tun hat. Ein identischer CPU-Aufbau mit einem kleineren Herstellungsprozess, z. B. von 32 auf 22 nm, führt zu einer geringeren TDP im 22-nm-Bereich im Vergleich zum 32-nm-Chip. Aber hat die Leistung abgenommen? Nein, ganz im Gegenteil. Es gibt plattformübergreifende Messungen, die versuchen, die relative Leistung zu messen, z. B. den Linpack-Benchmark. Dies sind jedoch künstliche Maßstäbe und selten Benchmarks, die einen guten Leistungsindikator für eine bestimmte Anwendung darstellen.
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Die Antwort von allquixotic gibt Ihnen die praktische Seite der Dinge sehr gut. Ich denke, es wäre auch nützlich, ein kurzes Stück über die Besonderheiten einer "Uhr" zu haben und warum nicht alle Uhren gleich geschaffen sind . Und es sei denn, ich irre mich, sollte dies für alle Mikroprozessoren real oder theoretisch gelten.
5 GHz bedeutet 5 Milliarden Zyklen oder Takte pro Sekunde. Was aber in einem Zyklus passiert, ist in der Frequenz 5 GHz nicht dargestellt. Wenn sich ein Rad 25 Mal pro Sekunde dreht, wie weit fährt es? Das kommt natürlich auf den Umfang an.
Mit einem Prozessor können die Zyklen multipliziert mit der Arbeit pro Zyklus (abzüglich Einschränkungen und Wartezeiten) als mögliche Arbeitsmenge berechnet werden .
Der maximale Arbeitsaufwand pro Zyklus kann (theoretisch) beliebig sein. Und in der Vergangenheit haben CPUs die Menge an Arbeit erhöht, die sie in einem Zyklus erledigen können. Sie können dies auf verschiedene Arten tun:
Diese Optimierung wurde durch Hinzufügen von Hardware zu den CPU-Kernen ermöglicht . Bestimmte mathematische Operationen werden effizienter, wenn Sie über spezielle Hardware für sie verfügen. Beispielsweise unterscheidet sich die Arbeit mit Dezimalzahlen stark von der Arbeit mit Ganzzahlen, sodass moderne CPUs einen speziellen Teil jedes Kerns haben, der sich mit jedem Zahlentyp befasst.
Da die Kerne komplex geworden sind, werden nicht alle Teile in jedem Zyklus verwendet. Daher besteht in letzter Zeit der Trend, eine Art "Hyper-Threading" zu implementieren, bei dem zwei vollständig getrennte Vorgänge in einem einzigen Zyklus kombiniert werden, da beide Vorgänge hauptsächlich unterschiedliche Teile von verwenden der Kern.
Wie Sie sehen, ist die CPU-Frequenz ein sehr schlechter Indikator für die Leistung. Dies ist auch der Grund, warum bei fast jedem Vergleich Benchmarks verwendet werden, da die Berechnung der theoretischen Leistung pro Zyklus bestenfalls eine komplizierte Sache ist.
Zusammenfassung
Da die Definition eines "Kerns" willkürlich ist und von Prozessor zu Prozessor sehr unterschiedlich ist, ist auch der Arbeitsaufwand pro Zyklus des Kerns willkürlich.
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Die wesentlichen Unterschiede zwischen mobilen und Desktop-Prozessoren sind:
Stromverbrauch: Der mobile Prozessor muss mit kleinen Batterien mit niedriger Spannung und geringer Kapazität betrieben werden. Daher ist Energieeffizienz ein wichtiges Anliegen für die betriebliche Leistung und Marketingansprüche. Für Desktop-Prozessoren spielt die Energieeffizienz eine untergeordnete Rolle. Für das Gaming-Segment des Marktes ist die Energieeffizienz praktisch unerheblich.
Physikalische Dimensionsfaktoren: Der mobile Prozessor muss möglichst klein und leicht sein. Bei einem Desktop-Prozessor sind Größe und Gewicht im Wesentlichen irrelevant und es gibt keine Entwurfsziele, außer möglicherweise Herstellungs- und Kostenproblemen.
E / A-Erweiterung: Der mobile Prozessor ist für einen Einplatinencomputer mit einer genau definierten und begrenzten Anzahl von Peripheriegeräten, Anschlüssen und im Wesentlichen keiner Erweiterungsfähigkeit (dh keinem PCIe-Bus) vorgesehen. Sogar die Hauptspeicherkapazität wird wahrscheinlich auf einige GiB beschränkt, um die MMU-Anforderungen zu minimieren. Ein Desktop-Prozessor muss andererseits über einen großen installierbaren Hauptspeicher und Erweiterungsmöglichkeiten für Adapter und Peripheriegeräte verfügen, die die (Hochgeschwindigkeits-) PCIe- und USB-Busse verwenden.
Die Rechenleistung eines mobilen Prozessors wird durch diese Entwurfsziele stark eingeschränkt. Glücklicherweise schreitet die Halbleiter- / Prozessortechnologie voran, sodass die neuesten mobilen Prozessoren mit der Rechenleistung älterer Desktop-Prozessoren vergleichbar sind.
Zu jedem Zeitpunkt wird der "beste" mobile Prozessor den "besten" Desktop-Prozessor jedoch rechnerisch nicht übertreffen. In Kombination mit der eingeschränkten E / A-Erweiterung würde der teurere mobile Prozessor wahrscheinlich nur in einem eigenständigen All-in-One-Desktop-System zum Einsatz kommen.
Sie müssen "leistungsstark" definieren und Metriken auswählen. Nahezu jede einzelne Metrik (welche Marketingtypen gerne verwenden) kann manipuliert werden, um falsche Vergleiche zu erstellen. Es ist bekannt, dass einige Computer neu entwickelt wurden, um eine gute Leistung für bestimmte Benchmarks (z. B. FLOPS-Messung) zu erzielen, obwohl ihre Gesamtleistung möglicherweise nicht besser ist als die der Konkurrenz.
Eine einzelne Metrik wie z. B. die CPU-Taktrate (dh GHz) oder die TDP- oder Fab-Größe kann weniger relevant und für die Bewertung der Leistung aufgrund von technologischen Änderungen nicht mehr vergleichbar sein .
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Leistung im Vergleich zu Leistung Mobile Prozessoren müssen (viel) Strom sparen und viel weniger Wärme erzeugen als Desktop-Prozessoren. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, verwenden mobile Prozessoren IMMER eine viel einfachere Architektur (ARM) als Desktop-Prozessoren (x86 / AMD64 / x86_64) derselben Generation. Die nützlichste Metrik zum Vergleichen von CPUs ist die zugrunde liegende Architektur. Alle Angaben zu MHz, Featuregröße und Anzahl der Kerne können nur hilfreich sein, wenn Sie CPUs mit ähnlichen oder verwandten Architekturen vergleichen.
Die CPU-Architektur / Mikroarchitektur Die Architektur einer CPU bestimmt, wie sie Programme ausführt und welche Algorithmen sie zur Berechnung verwendet und wie sie auf Cache und RAM zugreift. Die Architektur enthält auch die "Sprache" (Anweisungen), die die CPU versteht. Ein Desktop-Prozessor versteht, dass die Sprache viel komplexer ist als das, was ein mobiler Prozessor verstehen kann. Desktop-Prozessoren verstehen die komplexe Sprache x86 / x86_64, während mobile Prozessoren die Sprache ARM32 / 64 / Thumb2 verstehen, die viel einfacher ist und daher mehr "Wörter" zur Beschreibung eines Algorithmus erfordert und im Vergleich zu x86 ineffizient ist. Der Grund, warum mobile Chips eine einfache Sprache verstehen, besteht darin, dass die Anzahl der Transistoren, die in sie eingehen können, räumlich und leistungsmäßig begrenzt ist.
Ein typischer Desktop-Prozessor führt möglicherweise 8+ CISC (Complex) -Anweisungen parallel und in einer nicht ordnungsgemäßen Weise aus, um eine hohe Leistung auf Kosten einer erhöhten Verlustleistung zu erzielen, während ein mobiler Prozessor möglicherweise nur 2 RISC (Simple) -Anweisungen ausführen kann. um Energie zu sparen. Desktop-Prozessoren haben viel mehr Cache (6MB +) als mobile Geräte (1MB), was zu einer erheblichen Leistungssteigerung führt. Darüber hinaus bieten CISC-Architekturen (Intel x86_64 für Desktops und Laptops) eine hohe Codedichte, sodass größere Informationsmengen auf kleinerem Raum gepackt werden können, während RISC-Architekturen (ARM64 für Mobilgeräte) unkomprimierte Anweisungen verwenden, die tendenziell mehr Druck auf den Speicher ausüben Bandbreite, da mehr Platz benötigt wird, um die gleiche Bedeutung zu vermitteln.
Desktop-Architekturen sind in der Regel leistungsorientiert. Zum Beispiel benötigt ein SIMD-Vorgang auf einem modernen Intel-Prozessor (Desktop) nur 25% der Zeit, die ein typischer ARM-Prozessor (mobil) benötigt, da Desktops mehr Transistoren in die CPU einstecken können, da der Bereich und die Leistung nicht eingeschränkt sind .
Auswirkung der Strukturgröße Wenn ein Prozessor der Architektur A auf eine niedrigere Technologie portiert wird (z. B. 22 nm bis 12 nm), verbessert sich in der Regel seine Leistung, während sich sein Stromverbrauch aufgrund der verbesserten Transistorleistung und Effizienz verringert. So bietet beispielsweise ein typischer mit 12 nm gefertigter ARM Cortex A-5 eine höhere Leistung und ist kühler als ein mit 28 nm gefertigter ARM Cortex A-5. Ein ARM Cortex A-15 (eine bessere Mikroarchitektur als der A-5), der bei 32 nm hergestellt wurde, läuft jedoch viel schneller als der A-5 bei 12 nm (er verbraucht jedoch mehr Energie). Obwohl die Merkmalsgröße eine wichtige Messgröße ist, verliert sie beim Vergleich verschiedener Mikroarchitekturen / Architekturen den Halt, insbesondere wenn eine weitaus besser ist als die andere.
Wirkung von Kernen Lassen Sie sich nicht von der Kernanzahl täuschen. Sie sind schreckliche Indikatoren für die CPU-Leistung. Der Vergleich von CPUs auf der Basis von Kernzahlen ist nur dann sinnvoll, wenn sie dieselbe Mikroarchitektur aufweisen. Natürlich ist eine schnellere Mikroarchitektur mit mehr Kernen einer langsameren Mikroarchitektur mit weniger Kernen überlegen. Ein langsamer Quad-Core bietet jedoch höchstwahrscheinlich eine schlechtere Leistung als ein leistungsstarker Dual-Core-Prozessor. Ein schwacher Quad-Core kann 4 einfache Aufgaben in der Zeit T erledigen, während ein starker (4x schneller pro Core) Dual-Core 4 einfache Aufgaben in der Hälfte des Zeitrahmens (T / 2) erledigen kann, da dies möglich sein sollte Verarbeiten Sie 2 davon in T / 4 other 2 für das andere T / 4 (T / 4 + T / 4 = T / 2). Achten Sie auch auf Quasi-Okta-Kerne (die meisten Handys sind quasi in dem Sinne, dass zu jedem Zeitpunkt nur 4 Kerne aktiv sein können, um Strom zu sparen).
Einfluss der Taktfrequenz Dies hängt stark von der Mikroarchitektur des Prozessors ab.
Betrachten Sie zur Veranschaulichung das folgende Problem, 3 * 3.
Angenommen, Prozessor A konvertiert das Problem in 3 + 3 + 3 und benötigt 3 Taktzyklen, um das Problem auszuführen, während Prozessor B direkt 3 * 3 unter Verwendung einer Nachschlagetabelle ausführt und das Ergebnis in 1 Taktzyklus liefert. Wenn Hersteller A angibt, dass die Prozessorfrequenz (Taktfrequenz) 1 GHz beträgt, während B 500 MHz angibt, ist B schneller als A, da A 3 ns benötigt, um 3 * 3 zu vervollständigen, während B nur 2 ns benötigt (B ist 33% schneller als A, obwohl B läuft um 50% langsamer). Daher sind Taktraten nur dann gute Vergleiche, wenn ähnliche Mikroarchitekturen verglichen werden. Ein besserer Uarch mit einer niedrigeren Taktrate könnte einen älteren Uarch mit einer viel höheren Taktrate schlagen. Auch niedrige Taktraten sparen Strom. Ein Hochleistungs-Uarch mit einer höheren Taktrate schlägt mit Sicherheit einen leistungsschwächeren Uarch mit einer ähnlichen oder niedrigeren Taktrate (manchmal auch höher). Die Taktfrequenz ist also kein gutes Maß für die CPU-Leistung, genau wie die Anzahl der Kerne. Beachten Sie, dass mobile Prozessoren einfachere und langsamere Berechnungsalgorithmen implementieren als Desktop-Prozessoren, um Energie und Fläche zu sparen. Desktop-Prozessoren verfügen häufig über Algorithmen, die fast zwei- bis viermal schneller (oder schneller) als ihre mobilen Gegenstücke sind und ihnen einen deutlichen Leistungsvorteil gegenüber mobilen Prozessoren bieten.
** Effekt des Cache ** Cache spielt eine Hauptrolle bei der Prozessorleistung als die Kerngeschwindigkeit selbst. Der Cache ist ein Hochgeschwindigkeits-RAM im Prozessor, um Anforderungen an den RAM zu reduzieren. Desktop-Caches sind größer und schneller (es gibt keine Beschränkung hinsichtlich Größe oder Leistung für Desktops) als mobile Caches, wodurch Desktops einen Vorteil gegenüber mobilen CPUs erhalten. Fügen Sie die CISC-Effizienz hinzu, und Desktop-Caches haben einen Vorteil gegenüber mobilen Caches. Ein 2-MB-Desktop-Cache übertrifft 2-MB-Mobil-Cache allein aufgrund der Befehlsdichte (mehr Informationen auf derselben Stelle). Caches sind sehr wichtig für die Bestimmung der CPU-Leistung. Ein Prozessor mit einem großen schnellen Cache übertrifft einen Prozessor mit einem kleinen langsamen Cache. Es gibt jedoch einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Größe des Caches, weshalb Systeme Cache-Ebenen haben. Je kleiner die Technologie, desto schneller und effizienter werden die Caches. Dabei spielt natürlich auch die Cache-Architektur eine sehr wichtige Rolle. Es ist einfach nicht so einfach, Caches zu vergleichen, aber Cache-Vergleiche sind viel weniger pervers als Vergleiche mit Kernen oder Taktraten.
Unter der Annahme einer konstanten Generation übertreffen Desktop-Prozessoren mobile Prozessoren fast immer in Bezug auf die Rohleistung, während mobile Prozessoren fast immer weniger Strom verbrauchen, um ihre relativ schlechte Leistung auszugleichen.
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Verwenden wir eine lockere Analogie, um die Eigenschaften einer CPU zu verstehen.
Stellen Sie sich vor, eine CPU ist eine Fabrik, die Autos zusammenbaut. Teile (Daten) kommen herein und werden auf Förderbänder geschickt, wo sie zusammengebaut werden. Schließlich rollt ein fertiges Auto das andere Ende aus (verarbeitete Daten).
Eine einfache Gruppe von Teilen wie eine Tür kann sich in einem Schritt vorwärts bewegen, im nächsten Teil ein neues Teil hinzufügen und so weiter. Ein Prozess kann für mehr als eine Gruppe verwendet werden, sodass beispielsweise die Linie, die die Türgriffbaugruppe erzeugt, den Türgriff sowohl an die vordere als auch an die hintere Tür weitergibt. Eine komplexere Gruppe wie ein Motor bewegt sich auf einer längeren Förderstrecke und benötigt möglicherweise mehrere Schritte, um alle Teile zu sammeln, und mehr als einen einzigen Schritt, um sie in eine komplexe Anordnung zu bringen Taktzyklen, um verschiedene Teile der CPU zu vervollständigen und zu verwenden, die für eine Aufgabe reserviert sind (aber möglicherweise als Teil von mehr als einem Befehlstyp verwendet werden).
Die Taktrate kann die Geschwindigkeit Ihres Förderers sein. Bei jedem Tick fährt der Förderer mit dem nächsten Schritt fort. Wenn Sie ein Förderband schneller betreiben, fahren mehr Autos durch, aber Sie können dies nicht schneller tun, als die zu erledigenden Aufgaben erfordern (in der CPU sind die elektrischen Eigenschaften eines Transistors die Grenze).
Die Größe ist die Größe Ihrer Fabrik (Chip). Ein größerer kann mehr auf einmal haben und so mehr erledigen.
Fab Size ist, wie groß die Bestückungsroboter / Menschen (Transistoren) sind. Wenn sie kleiner sind, können Sie mehr in den gleichen Raum passen. Kleinere Transistoren können schneller laufen und weniger Strom verbrauchen / weniger Wärme abgeben.
TDP gibt an, wie viel Strom Ihre Fabrik bei voller Auslastung verbrauchen kann. In einer CPU ist dies wichtig, da es angibt, wie viel Strom die CPU bei voller Auslastung verbraucht, aber auch wie viel Wärme sie erzeugt. Sie können sehen, dass dies nur einen groben Hinweis darauf gibt, dass etwas los ist. TDP kann nicht als Leistungsindikator verwendet werden, da die Effizienz von allen anderen Variablen abhängt. Dies ist in der Tat ein gesunder Menschenverstand, denn wie könnte Ihr PC heute tausendmal schneller sein als einer vor fünf oder zehn Jahren, ohne tausendmal mehr Strom zu verbrauchen?
Wenn ich meine Fertigungsstraße nicht optimieren oder beschleunigen kann, kann ich einfach eine andere neben mir laufen lassen. Das entspricht der Anzahl Ihrer Kerne . Auf die gleiche Weise kann eine Fabrik dieselben Zugangsstraßen / Zustellungsschachtkerne einer CPU gemeinsam nutzen, um auf Speicher usw. zuzugreifen.
All dies ist messbar, aber es gibt noch einen fundamentalen Faktor, der nicht so einfach zu beziffern ist: die Architektur . Meine Autofabrik kann nicht einfach einen LKW bauen, und noch weniger ein Boot. Die Montagelinien sind für eine Sache eingerichtet und eine andere kann man noch herstellen, aber das Verschieben von Teilen von einer Linie zur anderen ist nicht optimal und kostet viel Zeit. Prozessoren sind für bestimmte Aufgaben ausgelegt, die Haupt-CPU in Ihrem PC ist ziemlich verallgemeinert, weist jedoch ziemlich spezialisierte Optimierungen wie Multimedia-Erweiterungen auf. Eine CPU ist möglicherweise in der Lage, einen Befehl in zwei Schritten auszuführen, der von einer anderen auf 20 Grundoperationen aufgeteilt werden muss. Architektur kann der wichtigste Faktor bei der Bestimmung der Leistung sein
Der Vergleich auch sehr ähnlicher CPUs auf derselben Plattform ist daher recht schwierig. Ein AMD FX und Intel i7 sind bei verschiedenen Aufgaben für eine bestimmte Uhr oder TDP besser. Ein mobiler PC-Prozessor wie ein Atom ist bereits schwieriger zu vergleichen, und die CPU in Ihrem Telefon ist nur schwer mit einem ARM-Kortex und einem Qualcomm Snapdragon zu vergleichen, geschweige denn mit einem Desktop-Prozessor.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie mit keiner dieser Statistiken die Leistung verschiedener Prozessortypen vergleichen können. Die einzige Möglichkeit besteht darin, Benchmarks basierend auf bestimmten Aufgaben, um die Sie sich kümmern, zu erstellen und diese jeweils zum Vergleichen auszuführen. (Wenn man bedenkt, dass jede Plattform sehr gut für bestimmte ist, gibt es oft keine eindeutigen "schnellsten")
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Wie bereits erwähnt, sollten MHz und GHz nicht verwendet werden, um die CPUs miteinander zu vergleichen. Sie können verwendet werden, um Prozessoren mit derselben Architektur oder Familie zu vergleichen (Sie können i3 4000m tatsächlich mit i3 4100m GHz vergleichen, da sie dieselbe Architektur teilen). Die CPU-Leistung in modernen Prozessoren ist ein Durchschnitt aus Faktoren wie Chipgröße, Architektur, Anzahl der Kerne und Frequenz. All diese Faktoren können es Ihnen ermöglichen, die CPU in Bezug auf die Leistung zu positionieren. Desktop- und mobile Prozessoren sollten jedoch nicht direkt verglichen werden.
Weil sie auf vielen Ebenen unterschiedlich sind. Sie haben unterschiedliche Architekturen, unterschiedliche Befehlssätze, mobile Prozessoren sind viel kleiner und müssen unter unterschiedlichen Umständen arbeiten. Dies bedeutet, dass der Stromverbrauch und die Arbeitstemperaturen ebenfalls wichtig sind, da sie hauptsächlich in Mobilgeräten mit begrenzter Stromversorgung verwendet werden. Auch GHz sind in den meisten High-End-Mobilprozessoren leere Werte. Sie können ihr volles Potenzial nicht lange nutzen (in den meisten Fällen), da sie dazu neigen, zu drosseln (Nexsus 5 ist ein großartiges Beispiel dafür, es erkennt Snapdragon 800, das sogar in Benchmarks drosselt), und MHz und Spannung sind sehr hoch reduziert werden, um Chipschäden durch Überhitzung zu vermeiden.
Wenn Sie sie wirklich vergleichen möchten, ist die zuverlässigste Methode die Verwendung von Linpack (im Vergleich zu einigen albernen Multiplattform-Benchmarks). Weitere Informationen finden Sie auf dieser Website: Linpack Dies sollte jedoch eher als Ressource für reine Neugierde als für Bildungszwecke verwendet werden Zuverlässig heißt nicht, im Allgemeinen zuverlässig zu sein.
Nein, und das wird wahrscheinlich noch viele Jahre dauern, da mobile Prozessoren im Vergleich zu Desktop-Prozessoren immer noch sehr schwach sind.
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Zur Beantwortung dieser Frage werde ich eine Frage stellen.
Will Intel Dual-Core-CPU mit 2,7 GHz ist leistungsfähiger als der Intel Core I3-CPU (2 Kerne) 2,7 GHz.
absolut nicht na ..... !!!
Es gibt also viele Unterschiede in der Desktop-CPU nur in Bezug auf Cache, Größe, Geschwindigkeit, Wärme, Leistung, Kerne usw.
Daher sind auch die mobile und die Desktop-CPU unterschiedlich ...
Desktop-CPUs werden unter Berücksichtigung unterschiedlicher Anforderungen im Vergleich zu Mobilgeräten hergestellt.
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Alle Antworten sind gut, aber eine Frage wurde nicht beantwortet! Warum ist ein Desktop-CPU-Zyklus anscheinend leistungsstärker als ein mobiler CPU-Zyklus? Die Antwort lautet: Desktop-CPU verwendet mehr Transistoren als mobile CPUs Intel Core = 600000000 ~ 1200000000 Arm Base = 20000 ~ 40000
Warum ? Da eine Desktop-CPU mehr Anweisungen verarbeitet als eine mobile CPU, gilt: Mehr Transistor = mehr Anweisungen = mehr Leistung
ARM Cortex A7 (4 Kerne bei 1,5 GHz) = 2850 MIPS (Millionen Befehle pro Sekunde) = 2850000000 Befehle
AMD E-350 (Dual Core bei 1,6 GHz) = 10.000 MIPS (Millionen Anweisungen pro Sekunde) = 10000000000 Anweisungen
Tianhe-1A (186.368 Kerne bei 2 GHz) = 2.670.000.000 MIPS = 2670000000000000
Sie können Anweisungen pro Zyklus oder CPI berechnen, um weitere Hilfe zu erhalten: http://meseec.ce.rit.edu/eecc550-winter2011/550-12-6-2011.pdf
und das nächste wichtige: eine mobile cpu wie eine snapdragon 801 max frequenz ist bis zu 2,2 ghz diese mittlere frequenz ist nicht stabil bei 2,2 ghz und es begann (500 mhz ~ 2,2 ghz)
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