| Автор |
Сообщение |
Maximus ®
Вольный стрелок Uploader 100+
Стаж: 19 лет 4 мес.
Сообщений: 6290
Ratio: 25.214
Поблагодарили: 13379
100%
|
Тактовая частота перестала определять реальную мощность процессоров. Анализ влияния архитектуры, кэша L3 и IPC на производительность в современных задачах. Разбор причин стагнации частот на уровне 5-6 ГГц и преимуществ стабильной работы под нагрузкой над кратковременными пиками ускорения
При выборе комплектующих для персонального компьютера необходимо учитывать множество параметров: рабочие температуры, пропускную способность, энергопотребление и объем памяти. Однако существует характеристика, которая в современных условиях потеряла свою определяющую роль, - это тактовая частота. В прошлом данный показатель действительно позволял объективно оценивать мощность, но сегодня ситуация изменилась.
Исторический контекст и значение тактовой частоты Тактовая частота представляет собой количество циклов, которые процессор выполняет за одну секунду. Один герц равен одному циклу в секунду, а один мегагерц - миллиону циклов. Ранее большинство процессоров обладало схожей архитектурой, что делало частоту удобным инструментом для сравнения. В те времена можно было с уверенностью утверждать, что чип с частотой 3.0 ГГц будет быстрее модели с 2.0 ГГц.
В современных реалиях этот подход не работает. Новейшие центральные и графические процессоры строятся на базе самых разных архитектур. Сравнение частот между устройствами разных брендов или даже разными поколениями одного производителя не дает реального представления о производительности. Существуют другие аспекты характеристик, которые влияют на мощность гораздо сильнее.
Например, процессор Ryzen 7 7800X3D даже в режиме ускорения работает на более низкой частоте, чем i9-12900KS. Тем не менее в игровых задачах он зачастую демонстрирует лучшие результаты благодаря огромному объему кэш-памяти третьего уровня (L3). Аналогичная ситуация наблюдается в сегменте видеокарт: AMD RX 7900 XTX может достигать более высоких частот ядра, чем конкуренты, но при этом выдавать меньшую частоту кадров из-за особенностей архитектуры. Таким образом, тактовая частота больше не является индикатором превосходства в производительности.
Почему архитектура важнее частоты Ключевым фактором эффективности процессора считается количество инструкций, выполняемых за один такт (IPC - Instructions Per Clock). Именно показатель IPC является реальным ограничением для вычислительной мощности, а не число самих циклов. Если два чипа работают на одинаковой частоте, но один выполняет больше инструкций за цикл, он будет значительно мощнее и эффективнее. Важно не то, сколько циклов совершает устройство, а объем работы, проделанной за каждый из них.
Современные архитектуры делают сырую частоту бесполезной метрикой для сравнения. Если рассмотреть архитектуру AMD Zen 5 в сравнении с Zen 4, можно заметить, что частота между поколениями выросла незначительно. Однако эффективность и объем работы, выполняемой на той же частоте, существенно увеличились. Это правило применимо и к видеокартам. Архитектурные решения, включая иерархию кэша и пропускную способность памяти, влияют на игровой процесс гораздо сильнее частотных показателей. Графический процессор с более низкой базовой частотой вполне может обойти по результатам модель с более высокими цифрами в характеристиках.
Дополнительным доказательством стагнации данного параметра служит тот факт, что за последние десять лет частоты зафиксировались в диапазоне 5-6 ГГц. Первым процессором, достигшим отметки 5 ГГц, стал AMD FX-9590 более десяти лет назад. В то время как другие характеристики ПК стабильно росли, частота практически не изменилась, так как в этом не было необходимости.
Особенности режима Boost и реальные нагрузки Понятие частоты ускорения (Boost clock) также часто интерпретируется неверно. Многие пользователи полагают, что процессор гарантированно будет достигать этой скорости, однако это не так. Цифры Boost представляют собой сценарий при идеальных условиях, которые в реальности практически недостижимы.
В реальных игровых нагрузках частота постоянно меняется в зависимости от напряжения, лимитов мощности и температуры. Большинство современных чипов используют алгоритмы, которые автоматически подстраивают рабочие параметры под текущие ограничения. Если пользователь не занимается преднамеренным разгоном, система будет работать именно в таком динамическом режиме.
Даже если в характеристиках указана возможность работы на 5.5 ГГц, компонент крайне редко будет поддерживать такую скорость длительное время. Стабильная частота под нагрузкой, зависящая от охлаждения и питания, гораздо важнее теоретического предела. Для пользователя выгоднее иметь тихий и холодный компьютер со стабильными показателями, чем систему с кратковременными скачками частоты и последующим перегревом.
Сферы применения высокой частоты Несмотря на сказанное, тактовую частоту нельзя считать полностью бесполезной. Она все еще важна в ряде специфических сценариев. Например, некоторые игры (симуляторы или стратегии в жанре 4X) используют преимущественно один поток вычислений. В таких проектах высокая частота дает заметный прирост производительности. Также это может быть актуально для некоторого профессионального программного обеспечения.
При выборе комплектующих стоит обращать внимание на модели с достойными частотными показателями, однако не следует использовать их как финальный и единственный критерий оценки. В современной ИТ индустрии частота перестала быть определяющим фактором, и при сравнении двух разных компонентов стоит отдавать приоритет архитектурным особенностям и общим возможностям устройства. Comss |
_________________ Миром правит не тайная ложа, а явная лажа. © В. Пелевин.
|
|
 |
Enot17
Uploader 300+
Стаж: 15 лет 5 мес.
Сообщений: 64
Ratio: 1684.812
Раздал: 1.4645 PB
100%
|
| Цитата: | частоты зафиксировались в диапазоне 5-6 ГГц. <...> частота практически не изменилась, так как в этом не было необходимости |
Где-то читал простое объяснение. Ток распространяется по проводам со скоростью, близкой к скорости света. Далее простые расчёты: 5 ГГц = 5 млрд. тактов/сек; 1 такт = 1 / 5 000 000 000 сек. Скорость света = 300 000 км/сек. (1 / 5 000 000 000) * 300 000 = 3 / 50 000 = 0,00006 км = 0,06 м = 6 см. Именно столько успеет пройти сигнал по проводам за 1 такт при 5 ГГц. |
|
|
 |
danrecords
Стаж: 14 лет 2 мес.
Сообщений: 6472
Ratio: 8.613
Поблагодарили: 4
100%
Откуда: Беларусь, Минск
|
Неужели законы физики изменились.... |
_________________ Слушать попсу нельзя!
|
|
 |
jehlan
Стаж: 9 лет 3 мес.
Сообщений: 77
Ratio: 7.081
100%
|
ShockWave2048 писал(а):  | Статься припозднилась лет на 30, больше одной инструкции за такт умел еще первый Пентиум. В следующем поколении, целерон на 750Мгц мог быть в два раза тормозней второго пня на 450Мгц. |
Почти правильно. Суперскалярными (выполняющими более одной инструкции за такт) являлись ВСЕ процы, начиная с Пентиумов. Тем не менее, суперскалярность - не единственная причина в разнице в быстродействии. Например у вышеупомянутых Целеронов были капитально урезаны все кэши - память, работаящая на частоте проца. Ну и плюс не было определённых инструкций. Вот и маслали Целероны на тех же частотах, что и Пни, но с тугой оперативой и софтверно эмулируя определённые инструкции. |
|
|
 |
izemail
Стаж: 13 лет 11 мес.
Сообщений: 219
Ratio: 52.73
100%
|
Че-то на рекламу похоже, начинается с нейтрального заголовка, затем AMD, который хоть и дает жесткую рекламу и вбросы, но все равно второй как и по процессорам, так и по видеокартам. |
|
|
 |
sergunka79
Стаж: 15 лет
Сообщений: 621
Ratio: 36.744
37.36%
|
galapagos000 писал(а):  | Тактовая частота преобладает над количеством ядер, по крайней мере в Intel. |
неудивительно, с их "энергодефективными псевдоядрами" - они же сразу частоту сбрасывают. Добавлено спустя 2 минуты 9 секунд: jehlan писал(а):  | Статья, вкратце: Потому что тактовая частота перестала быть определяющим фактором производительности процессоров. |
| Цитата: | Несмотря на сказанное, тактовую частоту нельзя считать полностью бесполезной |
|
|
|
 |
savsoft
Стаж: 14 лет 9 мес.
Сообщений: 3411
Ratio: 1.144
34.91%
|
GOP [ru] писал(а):  | Архитектура всегда являлась основным фактором производительности |
Одним из двух основных групп факторов. Один это железо, другой ПО. |
|
|
 |
elirian
Стаж: 12 лет 6 мес.
Сообщений: 22
Ratio: 1.395
0.15%
|
У меня старый, плохой (на данный момент) уже проц i5 11400f. И не частота нужна. И не кэш (хотя кэш тоже очень важен). И не ядра, и, типа ядра (гипертрэйдинг). А инструкции, типа sse 4.2 или avx. Особенно avx512 хорошо работает. Только интел ее с 12 поколения перестал ее добавлять в процессоры. И я тестил. Код на с писал. Для теста. Через sse 4.2 - код раз в 100 быстрее работает, чем тупо я голом проце. Через avx512 - еще раз в 5 быстрее. |
|
|
 |
Ionization
Стаж: 13 лет 3 мес.
Сообщений: 79
Ratio: 4.849
0%
|
Adobe Premiere нормально работает только с Intel процессорами, LUT-ы, Warp Stabilizer и прочие вещи, для обработки 4К нужен и процессор быстрый хороший, и CUDA современная тоже. Не только для игр компы делаются |
|
|
 |
ShockWave2048
Стаж: 17 лет 9 мес.
Сообщений: 147
Ratio: 1.888
Поблагодарили: 115
4.1%
|
jehlan писал(а):  | Суперскалярными (выполняющими более одной инструкции за такт) являлись ВСЕ процы, начиная с Пентиумов. |
Неправильно. Первый суперскалярный процессор появился в 1964-м, это процессор компьютера CDC 6600. |
_________________ r7950X, MSI MAG X670E TOMAHAWK, 3090 SUPREME X, 64Gb AData 6000, Arctic Cooling Liquid Freezer III 420, NVMe 1Tb+2Tb, HDD 1+4Tb, Odyssey G70B 32", Lenovo 10" TB-X606F, Notebook Acer i6006/8Gb, POCO F3
|
|
 |
fjbfjb
Стаж: 15 лет 10 мес.
Сообщений: 943
Ratio: 38.973
100%
|
Было это и раньше.Сам первый раз реально столкнулся, когда программа с минимальными требования Интел 166 прекрасно шла на AMD 133 - разница архитектур. |
|
|
 |
Galaxpro
Uploader 1000+
Стаж: 16 лет
Сообщений: 2901
Ratio: 1821.442
100%
|
Enot17 | Цитата: | (1 / 5 000 000 000) * 300 000 = 3 / 50 000 = 0,00006 км = 0,06 м = 6 см. Именно столько успеет пройти сигнал по проводам за 1 такт при 5 ГГц. |
Принцип верный, но надо ещё учитывать диэлектрическую проницаемость материала подложки, если из диоксида кремния - 3,9, то результат надо умножить примерно на 0,5, получится в районе 3 см, но есть продвинутые диэлектрики - low-k - 2,5, с ними сигнал пройдёт большее расстояние - около 4 см за такт; из всего этого можно сделать вывод, что существенную роль в производительности оказывают габариты вычислительного ядра, то есть, чем меньше габариты процессорного чипа, тем меньше потребление энергии и выше производительность; а энергопотребление - это важная часть архитектуры, поэтому отбрасывать этот факт нельзя; но понятное дело, что влияет качество и количество ядер и потоков, память, поэтому надо всё вкупе рассматривать |
|
|
 |
tvobserver
Стаж: 14 лет 6 мес.
Сообщений: 187
Ratio: 1.33
8.52%
|
Enot17 писал(а):  | Где-то читал простое объяснение. Ток распространяется по проводам со скоростью, близкой к скорости света. Далее простые расчёты: 5 ГГц = 5 млрд. тактов/сек; 1 такт = 1 / 5 000 000 000 сек. Скорость света = 300 000 км/сек. (1 / 5 000 000 000) * 300 000 = 3 / 50 000 = 0,00006 км = 0,06 м = 6 см. Именно столько успеет пройти сигнал по проводам за 1 такт при 5 ГГц.
|
А я где-то читал, что наше голосовое общение по инету идёт со скоростью порядка 30000 кМ/с, (1/10 от скорости света), благодаря всем задержкам на платах, коммутаторах и серверах. Хотя и это не плохо. В старину аналоговые КВ станции доставали абонента через пол земли со скоростью 0,95 световой. |
_________________ It's the terror of knowing what this world is about
Watching some good friends screaming, "Let me out"
|
|
 |
Alex Shakurov
Стаж: 17 лет 6 мес.
Сообщений: 457
Ratio: 16.271
12.12%
Откуда: Kiev
|
Старо как мир. Тотальный переход от количества к качеству. Это почти всего касается при массовом производстве. Я даже не удивлен, но трактор с мощностью лошадок превышающий в десятки раз новый найдет свою нишу и никто его не переплюнет с любой оптимизацией. |
|
|
 |
Sany_nef
Стаж: 14 лет 11 мес.
Сообщений: 76
Ratio: 17.447
Поблагодарили: 440
100%
|
На итоговую производительность ПК влияет очень много факторов, не только частота процессора, но и человек, который его использует, а так же обстоятельства влияющие на этого человека. Но если пользователя не брать во внимание, то, по моему опыту, оптимизация драйверов и ПО (или её отсутствие), оказывает самое существенное влияние на производительность, при прочих равных. |
|
|
 |
XHunter
Стаж: 14 лет 6 мес.
Сообщений: 490
Ratio: 202.68
100%
|
Ruroni-SPb писал(а):  | Печально и трагично. XHunter писал(а):  | дальше 11700к обновляться |
Вероятно, зависит от задач. |
с 12 поколения разделили на Р- и Е-ядра, убрали avx512. Е-ядра нормально работают только в windows 11  |
|
|
 |
|
|
|