sunnuntai 2. joulukuuta 2012

Prosessoritehon lisäys neljässä vuodessa

Kahden vuoden välein hankitut tehomikrot kertovat, miten prosessoriteho on kasvanut. Melkoinen saavutus Inteliltä, että se pystyy yhä puristamaan lisää tehoa ikivanhasta x86:n CISC-käskykannasta. Tekniikan piti tulla tiensä päähän jo 1990-luvun puolivälissä, mutta selvästikään niin ei ole käynyt.

Vertailukohtina on kolme tietokonetta: Core 2 9550-prosessori (2,83 GHz, neljä ydintä, vm. 2008), i7-860 (2,8 GHz, neljä ydintä + hyperthreading eli 4x2, 2010) ja viime keväänä hankittu i-3770 ("Ivy Bridge", 3,40 GHz, 4x2 ydintä).

Erot kellotaajuuksissa ovat pienet, joten nopeuserojen täytyy tulla jostain muualta: paremmin toteutetusta käskykannasta, kasvaneesta ydinten määrästä tai hetkellisestä ylikellotuksesta (ns. turbo boost).

Testiohjelmana on Avidemux, joka muuntaa yhden gigatavun mpeg-2-videon mp4-tiedostoksi. Ohjelma hyödyntää rinnakkaisuutta, joten ydinten määrän lisääntyminen nopeuttaa tehtävää selvästi.

Avidemux-testi, ajat sekunteina.
Neljässä vuodessa käytännön prosessoriteho on yli kaksinkertaistunut. Ei hullumpaa.

Vähemmän mairitteleva kuva kehityksestä saadaan itse käännetyllä (gcc) merkkipohjaisella testiohjelmalla, joka kokeilee yksinkertaista algoritmia käyttäen kuinka monella tavalla kuningattaret voidaan asettaa NxN-shakkilaudalle ilman, että ne uhkaavat toisiaan. Laudan koon ollessa 16x16 ruutua saadaan oheiset tulokset:

Kuningattaret 16x16-laudalla, ajat sekunteina.
Kun käytössä on vain yksi ydin, erot vuoden 2008 ja 2010 prosessorien välillä ovat marginaaliset. Tämän kevään Ivy Bridge on kuitenkin tuntuvasti nopeampi ja yli puolittaa testiin kuluvan ajan.

Osa nopeuslisästä on turbo boostin ansiota, sillä se nostaa kellotaajuuden testin ajaksi 3,9:aan gigahertsiin. Prosessorin käyttöaste jää kuitenkin 13 prosenttiin, sillä käytössä on vain yksi ydin neljästä ja siitäkin vain toinen säie:

Turbo boost nostaa yhden ytimen kellotaajuuden 3,4:stä 3,9:ään gigahertsiin.
Käytännön töissä nopeuserot eivät ole isoja. Jokainen kone tuntuu uutena nopealta, koska käyttöjärjestelmä on puhdas eikä levylle ole vielä ehtinyt kertyä turhia tiedostoja. Vuoden käytön jälkeen kone on joka tapauksessa hidastunut. Pysyvän nopeusparannuksen voi tuoda vain ssd-levyyn siirtyminen tai muistin lisääminen niissä sovelluksissa, jotka pystyvät kunnolla hyödyntämään sitä.

3 kommenttia:

  1. Kuinka hyvin Windows nykyään osaa pitää tiedostot järjestyksessä, niin ettei tehoja menetetä. Ennen ei ainakaan osannut lainkaan.

    Temppejä vain kertyi, rekisterit menivät sekaisin ja levylle tiedostot laitettiin hujanhajan. XP ainakin on semmoinen.

    VastaaPoista
  2. @Jouni

    Fragmentoituminen on ihan samaa luokkaa uudemmillakin wintendoilla. Toki mukana tuleva defragmentiontiohjelma on kehittynyt paremmaksi.

    Rekisteri ja sen hidastuminen on sitten oma ongelmansa sinne kertyvän roskan vuoksi. Windows on aina ollut lepsu siinä miten ohjelmien asennus tehdään. Näistä löysistä käytänteistä seuraa sitten kaikki muut ongelmat rekisterissä. Rekisterin siivoamiseen on toki ohjelmia, mutta ne ovat oireiden hoitoa sen sijaan että Microsoft ymmärtäisi puuttua itse taudin syyhyn. Käyttäjän kotitehtäväksi jää etsi joku ziljoonasta rekisterin siivoajasta ja toivoa että sen mukana ei tulisi spywarea.

    BTW, OS X:ää ja Linuxienkin tiedostojärjestelmiä vaivaa fragmentoituminen ajan mittaan, jollei niitä ymmärrä asentaa siten että käyttöjärjestelmän pääosin muuttumattomina (ts. poislukien päivitykset) pysyvät tiedostot ja käyttäjän kotihakemiston sekä käytön aikana syntyvät tilapäistiedostot ovat eri partitioilla. Perinteinen Unix -tyylin jako /, /usr, /var, /home, /usr/local on juuri tätä varten hyvä edelleen vaikka alun perin sen syynä oli pienemmät fyysiset levyt, vikasietoisuus ja parempi korjattavuus.

    VastaaPoista
  3. Yhdyn edelliseen. En ole huomannut Linux-maailmassa koneen suorituskyvyn heikkenemistä ajan saatossa. Itsellä ei ole osioituna kuin /home erikseen ja loput ovat sitten toisella osiolla. Erilaisia softia tulee kuitenkin asenneltua muualtakin kuin distron pakettivarastosta. Olen ihan tyytyväinen.

    VastaaPoista