שאלה פשוטה איך זה שפעם המעבדי P4 הישנים היו במהירות 3 GHZ

והיום המעבדים ה4-8 ליבות עובדים גם כן במהירות כזאת זה לא נשמע הגיוני \

מישהו יכול לעשות לי סדר בזה

תודה

למה לא הגיוני?

כי זה נשאר אותה מהירות היינו צריכים לכאורה להיות היום בפנטיום 20 ghz ולא 3 ghz

איך זה שמהירות המעבד לא השתנתה ???

מהירות השעון לא השתנתה. אבל המעבד עצמו הרבה הרבה יותר יעיל. באותו תדר שעון הוא מצליח לבצע הרבה יותר פעולות.

הסיבה שהמהירויות השעון הפסיקו לעלות בשלב כלשהו היא שפיזית, הרכיבים החשמליים של היום לא מצליחים לתפקד מעבר למהירויות הקיימות. אז השיפורים באים ממקומות אחרים, כמו ארכיטקטורה יעילה הרבה יותר של המעבד.

תדר שעון הוא מגבלה פיזיקלית שקשה להתגבר עליה מסיבות שונות ומשונות, בין היתר התחממות ואבדן מידע.

המעבדים עצמם לעומת זאת, נעשו חזקים משמעותית באותה מהירות שעון.

הסיבות העיקריות להבדלים הן:

1. הארכיטקטורה התפתחה - המעבדים שמיוצרים היו הרבה יותר יעילים מאלו שיוצרו לפני 10 שנים.

2. תהליך הייצור כיום הרבה יותר קטן - באותו שטח ניתן לדחוס יותר רכיבים ובכך לייצר מעבדים הרבה יותר מורכבים עם יותר ליבות ויותר זיכרון מטמון.

תדר שעון הוא "מאבק" ששיך לעבר, בעידן הP4 תדרי השעון וכו הם היו המאבק של החברות, כמה שיותר היה מצטייר כיותר מהיר. מהר מאוד העניין נפל שכן תדר השעון הוא מגבלה מאוד גדולה, ומה גם שלא צריך להתאמץ יותר מדי שיש תהליכי יצור שהולכים וקטנים. תחשוב על זה מאוד פשוט מה שמעבד P4 בתדר של 3.0GHZ עושה היום, מעבד עדכני יותר היום באותו תדר עושה פי 100 יותר למה ? כי יש לו יותר שכל.

קצת הרחבה:

מהירות השעון, למשל 1GHZ, אומרת שבשנייה אחת למעבד יש מליארד מחזורי שעון.

מה זה מחזור שעון? זמן קצר מאוד בו שלב מסויים במעבד יכול לקרות - השלב הזה מוגבל בעיקרון בזמן המקסימלי שלאות חשמלי לוקח לעבור את המעגל הארוך ביותר במעבד. כל מחזורי השעון קבועים באורכם.

נניח שאתה רוצה לבצע פעולה אטומית (כלומר פעולה בסיסית ביותר שמהווה פקודה אחת המיוצגת ע"י מספר בינארי). כל פעולה כזאת דורשת מספר מחזורי שעון, בדרך כלל בין 3-5 כאלה. מחזור שעון ראשון למשל מוקדש לקריאת הפקודה הבאה.

במעבד הפשוט ביותר, היית קובע שלכל פעולה נדרשים 5 מחזורי שעון וכך כל פעולה הייתה אורכת 5 מחזורים. לא הכי יעיל.

מה שאפשר לעשות, הוא לפצל את העבודה למחזורי שעון - בזמן שפעולה אחת נקראת ועוברת לשלב הבא שלה, אפשר כבר לקרוא את הפקודה הבאה! האם זה תמיד יעבוד? לא. יכול להיות שבגלל הלוגיקה של המעגלים, הפעולות יתנגשו.

מה עושים? הרבה דברים! הדברים האלה נקראים שינויים בארכיטקטורה. לפעמים כל רצף קריאת הפקודות נקטע כי צריך לשלוף מידע מהראם שלוקח הרבה זמן (יחסית!) ויכול להיות ש-cache גדול יותר במעבד היה חוסך את זה.

לכן, מספר מחזורי השעון בשנייה חשוב, אבל יש דברים חשובים לא פחות. תחשוב גם שיחסית ל-P4 יש לך היום מעבדים מרובי ליבות שיכולים לבצע פקודות שונות במקביל.

כמו שאמרו קודם, אין מה להשוות בין פנטיום 4 ב3 גה"צ ובין ליבה אחת של מעבד מודרני ב3 גה"צ. אותה ליבה עושה הרבה יותר היום.

בנוסף, בפחות הספק שנצרך מכניסים 4-8 ליבות.

לתדר השעון יש תיקרה פיסיקלית שהיום כבר הגיעו אליה, השיפור יבוא בהתייעלות כלומר לבצע יותר בטיק שעון אחד ובמיקבול = יותר יחידות עיבוד על אותו הספק שנצרך.

גם בתחום ההתייעלות יש קושי לשפר אז משפרים את הייצור (יותר קטן יותר חסכוני) ובונים מעבדים עם ריבוי ליבות.

זה לא כמו מהירות של אוטו. זה לא כאילו מיצובישי לנסר משנת 98 יכולה לנסוע 100 קמ"ש וגם שברולט חדשה יכולה לנסוע 100 קמ"ש.

הקבלה נכונה היא יותר כמו טרקטורים (?!, כן. טרקטורים). גם טרקטור בן 20 וגם טרקטור חדש נוסעים 30 קמ"ש בשדה, ההבדל הוא שטרקטור חדש הוא יותר "חזק" ואפשר לרתום אליו מחרשה יותר רחבה/גדולה. הוא עושה יותר עבודה באותו זמן.

קצת חורג מתחום המחשבים אבל אני מקווה שזה עושה היגיון.