Как определить какой процессор производительней?

Question

[evg_96]

Подскажите пожалуйста: Предположим, что три разных процессора: PI, Р2 и РЗ - выполняют один и тот же набор инструкции, имея при этом тактовые частоты и показатели CPI, указанные в таблице:

Процессор ----- Тактовая частота ---- СРI
Р1 ----- 2 ГГц ---- 1,5
Р2 ----- 1.5 ГГц ---- 1.0
РЗ ----- 3 ГГц ---- 2,5
Я предположил что так как все процессоры выполняют одни и теже инструкции, то их можно по сути не брать в расчет. тогда получается по формуле: Процессорное время = (кол-во инструкци (не берем в расчет) x СPI) / тактовая частота

P1 (проц.время) = 1.5 / 2 = 0.75
P2 (проц.время) = 1.0 / 1.5 = 0.666...
P3 (проц.время) = 2.5 / 3 = 0.833...
Получается самый производительный процессор P2.

Правильно ли я решил эту задачу или вообще все не правильно? Подскажите правильное решение

Answer 1

[fdroid]

CPU Performance Comparison

Answer 2

[Kaspol]

Общая формула решения имеет вид:
V=f/l, где V(инстр/сек) - производительность, f(Гц) - тактовая частота, l(цикл/инстр) - CPI

Следовательно, решение выглядит следующим образом:
V(P1)=2*10^9/1.5=1,(3)*10^9 инстр/сек
V(P2)=1,5*10^9/1=1,5*10^9 инстр/сек
V(P3)=3*10^9/2.5=1,2*10^9 инстр/сек

Ответ: Р2, где его производительность равна 1,5*10^9 инструкций в секунду

Ваше решение почти верно, в качестве критерия производительности Вы взяли процессорное время, что допустимо, однако не учли приставку частоты.

Answer 3

[АртемЪ]

Правильно ли я решил эту задачу или вообще все не правильно? Подскажите правильное решение

Вообще все неправильно. Недостаточно данных для решения задачи.

Указанные вами факторы влияют на производительность CPU, но кроме них есть еще множество факторов от которых зависит производительность процессора.
К примеру - вероятность попадания в кэш.

Comments

[Kaspol]

Для получения приблизительных значений не надо учитывать все факторы. Не учтёте при всём желании
reflemp.ru/raschet-pikovoj-proizvoditelnosti-vs.html

[АртемЪ]

Kaspol, Разумеется все учесть не получится. Поэтому производительность напрямую сравнить очень сложно, практически невозможно.
Зависит от условий и задач.
Это конечно если речь идет об универсальных процессорах вроде ЦП в ПК.
В специализированных процессорах все проще.

[Kaspol]

АртемЪ, мне кажется, мы имеем дело с обычной школьной задачей по информатике, где особо глубоко не копают, поэтому лучше просто отталкиваться от известного.
А то представьте, будете говорить учителю информатики, который на самом деле учитель математики, все тонкости расчёта производительности процессоров. Двойку поставят, ибо нечего таким умным быть.

[evg_96]

Kaspol, это задача в конце главы из книги "Паттерсон Д., Хеннеси Д. - Архитектура компьютеров и проектирование компьютерных систем".
Я пытался ее читать. Но как только дошел до заданий, понял что ничего не понял на самом деле. Беда у меня с архитектурой ЭВМ.

[АртемЪ]

evg_96, Вам это для чего? Ответить на экзамене, или понять самому?

[evg_96]

АртемЪ, понять самому

[АртемЪ]

evg_96, Тогда все сложней.
Все зависит от архитектуры, она определяет как именно процессор будет работать.
Приведенные вами показатели позволяют подсчитать сколько операций теоретический может выполнить процессор, но не показывают как быстро он решит конкретную задачу.

Приведу пример -
Предположим у вас есть два цеха, в каждом цехе есть работник. Работники абсолютно одинаковые работают с одной скоростью.
Поступает заказ на изготовление ножей.
Работник первого цеха растапливает кузницу, выбирает заготовку, сует в печь, три часа ждет пока печь прогреется, отковывает заготовку, потом бежит выбирает заготовку для ручки, делает рукоять собирает все шлифует, точит - и в конце смены готов нож.
Скорость - изготовления 8 часов, производительность 1 нож в смену.

Работник второго цеха абсолютно такой же, но работает по другому -
Он растапливает печь, ждет три часа, и отковывает за смену 20заготовок для ножа.
На следующий день - занимается рукояткаами, на третий день сборкой, на четвертый собирает все точит и шлифует. В конце первой смены у него нет ни одного ножа, но через четыре дня у него их 20.
Скорость изготовления 96часов, производительность 5ножей в смену.

Вопрос - кто быстрей?
В одном случае вы получаете результат очень быстро, но если вы закажите 1000штук вы поседеете пока дождетесь изготовления партии.
В другом случае вам придется ждать результата намного дольше, зато при заказе большой партии ждать придется намного меньше чем в первом случае.

Причем это только верхушка айсберга. Там еще зависимость от поступления данных - получить данные из памяти это долго, и процессор зачастую простаивает ожидая данных.
В итоге зачастую складывается ситуация, что очень быстрый процессор выполняющий 1000 операций в секунду простаивает в ожидании 95% времени в итоге выполняя всего 50 операций, а более медленный выполняющий всего 100 операций в секунду простаивает всего 20% времени, и выполняет 80 операций в секунду.
Все зависит от того насколько эффективно построена работа.
А эффективность в свою очередь очень зависит от задач - в одних задачах эффективнее одна стратегия, в других - другая.

Вывод -
Можно сравнивать два процессора в условных попугаях - количестве выполненных элементарных инструкций в единицу времени например.
Но эта информация на практике мало полезна, и не позволяет оценить насколько быстро процессор справится с задачей.