Miksi suorituskyvyssä on eroja jopa samalla suorittimella? Uuden VAIO TruePerformancen opettama kannettavan tietokoneen suunnittelun vaikeus

Nykyisten kannettavien tietokoneiden suorittimen suorituskykyä määrittävät paitsi arkkitehtuuri ja kello, myös lämpösuunnittelu on toinen tekijä

Suorittimen suorituskykyä määrittävät tekijät ovat: "CPU-ydin arkkitehtuuri" ja "kellotaajuus". Kannettavien tietokoneiden kohdalla on kuitenkin otettava huomioon toinen tekijä. Tämä on "virrankulutus" ja "lämpösuunnittelu (lämpö)". Nyt sillä on suuri vaikutus kannettavan tietokoneen suorituskykyyn ja siitä on tulossa tärkeämpi kuin kellotaajuus. Ensinnäkin haluaisin selittää, että on mahdotonta arvioida oikein kannettavan tietokoneen suorituskykyä, ellei virrankulutusta ja lämpösuunnittelua oteta huomioon.

Nykyaikaiset ns. Von Neumann -tietokoneet (tietokoneet, jotka suorittavat nopeita operaatioita 0:lla ja 1:llä) suorittavat nopeita operaatioita yleiskäyttöisten prosessorien, kuten suorittimien ja grafiikkasuorittimien, avulla. Tuolloin suoritusparametreina ovat prosessorin sisäisen arkkitehtuurin tehokkuus ja kellotaajuus (tässä on helppo ymmärtää CPU, sama alla). Edellinen ilmaistaan ​​muodossa "IPC (Instruction Per Cycle)", joka ilmaisee kuinka monta käskyä voidaan suorittaa yhden jakson aikana, ja jälkimmäinen ilmaistaan ​​"kellotaajuudella", joka ilmaisee kuinka lyhyt reaaliaika on yhdelle jaksolle. .

Nykyiset suorittimet, erityisesti kannettavien tietokoneiden suorittimet, on kuitenkin monimutkaisesti kietoutunut toiseen tekijään, joka määrää CPU:n suorituskyvyn. Se on edellä mainittu "virrankulutus" ja "lämpösuunnittelu" sen mukana syntyvän lämmön haihduttamiseksi.

Jos CPU:n tuottamaa lämpöä ei haihdu kunnolla, se on "lämpöpalamistilassa", joka ylittää suorittimen valmistajan määrittelemän taatun käyttölämpötilan, ja pahimmassa tapauksessa prosessori palaa tai rikkoutuu. laittaa pois.

Toisin kuin pöytätietokoneet, jotka vaativat asianmukaista jäähdytystä, kannettavan tietokoneen on kuitenkin toimittava rajoitetulla teholla, kuten akulla tai pienellä verkkolaitteella. Lisäksi, koska kotelosta on tehtävä ohut ja kevyt, on tarpeen toteuttaa lämmönpoisto pienemmällä jäähdytysmekanismilla.

Lämpösuunnittelun kehyksen määrittelevä numeerinen arvo on TDP (Thermal Design Power). Älä ymmärrä minua väärin, TDP ei ole suorittimen huippuvirrankulutus. Se on osoitus siitä, että "suunniteltu niin, että lämpö, ​​joka syntyy, kun prosessori kuluttaa tätä tehoa, voidaan käyttää loppuun".

Mitä suurempi TDP-luku, sitä edistyneempää lämmönpoistomekanismia on käytettävä. Nykyaikaisissa kannettavissa tietokoneissa H-sarja (amd/Intel, pelikannettavat jne.) on 45 W, U-sarja (amd/Intel, ohuet kannettavat tietokoneet jne.) 15 W (jotkut 28 W), Y-sarja (vain Intel , Erittäin pienikokoiset tietokoneet, tabletit jne.) on asetettu arvoon 9–5 W.

Toistan vielä, että TDP on tyypillinen virrankulutus käytettäessä suunnitteluspesifikaatioiden tavoitekellotaajuudella (nykyään peruskellotaajuudella), ja CPU toimii ylärajalla teknisten tietojen mukaisesti. Se on osoitus PC-myyjät suunnittelevat niin, että ne voivat poistaa lämmön kunnolla ja jatkaa toimintaansa määritetyllä kellolla, vaikka ne ovat käynnissä.

Prosessori toimii PC-valmistajan ohjeiden mukaan ja suunnittelee sen mukaan. Päinvastoin, suorittimen valmistajan määrittämä peruskello katsotaan tämän TDP-kehyksen määrittämäksi. Tästä syystä H-sarjassa, jossa on suuri TDP-kehys, on korkeampi peruskello ja päinvastoin U/Y-sarjassa on pienempi peruskello.

Toisin sanoen voidaan sanoa, että nykyaikaisten kannettavien tietokoneiden suorituskyvyn määrää CPU-arkkitehtuurin tehokkuus, joka ilmaistaan ​​numerolla IPC, ja TDP-kehyksen määrittelemä kellotaajuus.