▷ Qual é o processador ipc

Nos computadores de hoje, as instruções por ciclo, ou também conhecidas como IPCs, são um aspecto muito importante do desempenho do processador. Esse conceito representa o número médio de instruções executadas para cada ciclo de clock do processador; portanto, quanto maior, mais poderoso será o processador. Neste artigo, explicamos tudo o que é relevante sobre a CPI.

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Qual é o CPI do processador, como é calculado e qual a importância?

O cálculo do IPC é feito executando um conjunto de códigos, calculando o número de instruções no nível da máquina necessárias para concluí-lo e, em seguida, usando temporizadores de alto desempenho para calcular o número de ciclos de clock necessários para concluí-lo em hardware real.. O resultado final vem da divisão do número de instruções pelo número de ciclos de clock da CPU.

O número de instruções por segundo e as operações de ponto flutuante por segundo para um processador podem ser calculadas multiplicando o número de instruções por ciclo pela velocidade do relógio (ciclos por segundo fornecidos em Hertz) do processador em questão. O número de instruções por segundo é um indicador aproximado do desempenho provável do processador.

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O número de instruções executadas por relógio não é constante para um determinado processador, pois depende de como o software específico que está sendo executado interage com o processador e, de fato, com toda a máquina, principalmente com a hierarquia de memória. No entanto, certas características do processador tendem a levar a projetos com valores de IPC acima da média, como a presença de várias unidades lógicas aritméticas e tubos curtos. Ao comparar conjuntos de instruções diferentes, um conjunto de instruções mais simples pode levar a um número maior de IPC do que a implementação de um conjunto de instruções mais complexo, que utiliza a mesma tecnologia de chip, no entanto, o conjunto de instruções mais complexo pode realizar um trabalho mais útil com menos instruções.

Fatores que regem o IPC

Um determinado nível de instruções por segundo pode ser alcançado com um IPC alto e baixa velocidade de clock (como a AMD Athlon e a série Intel Core inicial) ou com um IPC baixo e alta velocidade de clock (como o Intel Pentium 4) Ambos são projetos de processador válidos, e a escolha entre os dois geralmente depende da história, restrições de engenharia ou pressões de marketing. No entanto, um IPC alto com alta frequência fornece o melhor desempenho.

Instruções de ciclo para vários processadores.

Esses números não são o valor IPC dessas CPUs, mas representam o desempenho teoricamente possível de ponto flutuante. Observe que os números abaixo representam apenas as larguras lógicas das unidades SIMD do processador. Eles não representam os vários canais SIMD presentes na maioria das arquiteturas, nem representam a principal definição arquitetônica do IPC, que mede o número de instruções escalares médias removidas por ciclo, números inteiros, pontos flutuantes e controle.

CPU	Dupla precisão DP IPC	Precisão simples SP IPC
Intel Core e Intel Nehalem	4	8
Intel Sandy Bridge e Intel Ivy Bridge	8	16
Intel Haswell e Intel Coffee Lake	16	32.
Intel Ice Lake	?	?
Intel Xeon Skylake (AVX-512)	32.	64
AMD K10	6	12
Bulldozer AMD, AMD Piledriver e AMD Steamroller	12	24
AMD Ryzen	16	32.
Intel Atom (Bonnell, Saltwell, Silvermont e Goldmont)	2	4
AMD Bobcat	2	4
AMD Jaguar e Puma	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
Qualcomm Krait	1	8
Qualcomm Kryo	2	8
IBM PowerPC A2	8	Elementos SP estendem Ed para DP e processado nas mesmas unidades
IBM PowerPC A2	4

Para obter uma classificação GFLOPS teórica (bilhões de FLOPS) para uma determinada CPU, multiplique o número nesta tabela pelo número de núcleos e, em seguida, pelo relógio de valor (em GHz) de um modelo de CPU específico. Por exemplo, um Coffee Lake i7-8700K teoricamente lida com 32 flops únicos de precisão por ciclo, possui 6 núcleos e um clock base de 3, 7 GHz. Isso fornece 32 x 6 x 3, 7 = 710, 4 GFLOPS.

É importante observar que o multithreading não significa que dois threads possam operar no mesmo núcleo simultaneamente, compartilhando recursos de pipeline. Em vez disso, a CPU permite que um thread use o kernel, enquanto outro aguarda os dados virem da memória, como no caso de falta de cache. O desenvolvedor do sistema operacional pode retornar o encadeamento original para a fila e, em seguida, retornar à CPU depois que os dados forem recuperados.

Portanto, esse recurso não afeta o desempenho teórico do ponto flutuante da CPU, mas, em certos casos, pode ajudar a CPU a se aproximar desse desempenho, em vários threads, na prática. Geralmente, o log do processador grande mostra como números grandes de processadores podem contar uma vez. O número de registros também é importante, pois eles podem ser conectados por um momento com algumas instruções.

O IPC não é a única coisa que importa em um PC

O trabalho útil que pode ser feito com qualquer PC depende de muitos fatores além da velocidade do processador. Esses fatores incluem a arquitetura do conjunto de instruções, a microarquitetura do processador e a organização do sistema do computador, como o design do sistema de armazenamento em disco e as capacidades e desempenho de outros dispositivos conectados, a eficiência do sistema operacional e, acima de tudo, importante, o software.

Para usuários e compradores de um sistema de computador, as instruções do relógio não são uma indicação particularmente útil do desempenho de seu sistema. Para uma medida precisa do desempenho relevante a eles, os benchmarks de aplicativos são muito mais úteis. O conhecimento de sua existência é útil, pois fornece um exemplo fácil de entender por que a velocidade do relógio não é o único fator relevante para o desempenho do equipamento.

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Até agora, nosso artigo sobre o que é o processador IPC, esperamos que você o ache muito útil.

Fonte da Wikipedia