Mengapa Generasi Baru dari Prosesor Lebih Cepat pada Kecepatan Jam yang Sama?

Anda mungkin ingin tahu bagaimana generasi prosesor yang lebih baru dapat lebih cepat pada kecepatan jam yang sama dengan prosesor yang lebih tua. Apakah itu hanya perubahan dalam arsitektur fisik atau itu sesuatu yang lebih? Posting Tanya Jawab Pengguna Super hari ini memiliki jawaban atas pertanyaan pembaca yang penasaran.

Sesi Tanya Jawab hari ini datang kepada kami berkat SuperUser-subdivisi Stack Exchange, pengelompokan situs web Q&A berbasis komunitas.

Foto milik Rodrigo Senna (Flickr).

Pertanyaan

SuperUser reader agz ingin tahu mengapa prosesor generasi terbaru lebih cepat pada kecepatan clock yang sama:

Sebagai contoh, mengapa Core i5 dual-core 2,66 GHz lebih cepat daripada Core 2 Duo 2,66 GHz, yang juga merupakan dual-core?

Apakah ini karena instruksi yang lebih baru yang dapat memproses informasi dalam siklus clock yang lebih sedikit? Apa perubahan arsitektur lain yang terlibat?

Mengapa prosesor generasi baru lebih cepat pada kecepatan clock yang sama?

Jawabannya

Kontributor SuperUser, David Schwartz dan Breakthrough, memiliki jawaban untuk kita. Pertama, David Schwartz:

Biasanya, ini bukan karena instruksi yang lebih baru. Hanya karena prosesor membutuhkan siklus instruksi yang lebih sedikit untuk menjalankan instruksi yang sama. Ini bisa karena sejumlah besar alasan:

1. Tembolok besar berarti lebih sedikit waktu terbuang menunggu ingatan.
2. Lebih banyak unit eksekusi berarti lebih sedikit waktu menunggu untuk mulai beroperasi pada instruksi.
3. Prediksi cabang yang lebih baik berarti lebih sedikit waktu yang terbuang untuk secara spekulatif menjalankan instruksi yang sebenarnya tidak perlu dieksekusi.
4. Peningkatan unit eksekusi berarti lebih sedikit waktu menunggu instruksi untuk menyelesaikan.
5. Pipa yang lebih pendek berarti pipa diisi lebih cepat.

Dan seterusnya.

Diikuti oleh jawaban dari Terobosan:

Referensi definitif absolut adalah Manual Pengembang Perangkat Lunak Arsitektur Arsitektur 64 dan IA-32. Mereka merinci perubahan antara arsitektur dan mereka adalah sumber yang bagus untuk memahami arsitektur x86.

Saya akan merekomendasikan agar Anda mengunduh volume gabungan 1 hingga 3C (tautan unduhan pertama pada halaman yang ditautkan di atas). Volume 1, Bab 2.2 memiliki informasi yang Anda inginkan.

Beberapa perbedaan umum yang tercantum dalam bab itu, mulai dari Core ke arsitektur mikro Nehalem / Sandy Bridge adalah:

• Prediksi cabang yang ditingkatkan, pemulihan yang lebih cepat dari kesalahan prediksi
• Teknologi HyperThreading
• Pengontrol memori terintegrasi, hierarki cache baru
• Penanganan pengecualian floating-point lebih cepat (khusus Sandy Bridge)
• Peningkatan bandwidth LEA (khusus Sandy Bridge)
• Ekstensi instruksi AVX (khusus Sandy Bridge)

Daftar lengkap dapat ditemukan di tautan yang disediakan di atas (Volume 1, Bab 2.2).

Pastikan untuk membaca lebih banyak dari diskusi menarik ini melalui tautan di bawah ini!

Punya sesuatu untuk ditambahkan ke penjelasan? Berbunyi dalam komentar. Ingin membaca lebih banyak jawaban dari pengguna Stack Exchange yang mengerti teknologi lainnya? Lihat utas diskusi lengkap di sini.