¿Por qué las nuevas generaciones de procesadores son más rápidos a la misma velocidad de reloj?

Es posible que tenga curiosidad por saber cómo las nuevas generaciones de procesadores pueden ser más rápidos a la misma velocidad de reloj que los procesadores más antiguos. ¿Se trata solo de cambios en la arquitectura física o es algo más? La publicación de preguntas y respuestas de SuperUser de hoy tiene las respuestas a las preguntas de un lector curioso.

La sesión de Preguntas y Respuestas de hoy nos llega por cortesía de SuperUser, una subdivisión de Stack Exchange, un grupo de sitios web de preguntas y respuestas impulsado por la comunidad..

Foto cortesía de Rodrigo Senna (Flickr)..

La pregunta

El lector SuperUser agz quiere saber por qué las nuevas generaciones de procesadores son más rápidos a la misma velocidad de reloj:

¿Por qué, por ejemplo, un Core i5 de 2.66 GHz de doble núcleo sería más rápido que un Core 2 Duo de 2.66 GHz, que también es de doble núcleo??

¿Esto se debe a instrucciones más recientes que pueden procesar información en menos ciclos de reloj? ¿Qué otros cambios arquitectónicos están involucrados??

¿Por qué las nuevas generaciones de procesadores son más rápidas a la misma velocidad de reloj??

La respuesta

Los colaboradores de SuperUser David Schwartz y Breakthrough tienen la respuesta para nosotros. En primer lugar, David Schwartz:

Por lo general, no es debido a nuevas instrucciones. Es solo porque el procesador requiere menos ciclos de instrucciones para ejecutar las mismas instrucciones. Esto puede ser por una gran cantidad de razones:

1. Los cachés grandes significan menos tiempo perdido esperando memoria.
2. Más unidades de ejecución significa menos tiempo de espera para comenzar a operar con una instrucción.
3. Una mejor predicción de bifurcación significa menos tiempo perdido ejecutando especulativamente instrucciones que nunca necesitan ejecutarse.
4. Las mejoras en la unidad de ejecución significan menos tiempo de espera para que se completen las instrucciones.
5. Tuberías más cortas significa que las tuberías se llenan más rápido.

Y así.

Seguido por la respuesta de Breakthrough:

La referencia definitiva absoluta son los manuales de desarrollador de software Intel 64 y IA-32 Architectures. Detallan los cambios entre arquitecturas y son un gran recurso para entender la arquitectura x86..

Le recomendaría que descargue los volúmenes combinados del 1 al 3C (primer enlace de descarga en la página enlazada arriba). Volumen 1, Capítulo 2.2 tiene la información que desea.

Algunas diferencias generales enumeradas en ese capítulo, que van desde el núcleo a las microarquitecturas Nehalem / Sandy Bridge son:

• Mejora de la predicción de la rama, una recuperación más rápida de la predicción errónea
• Tecnología HyperThreading
• Controlador de memoria integrado, nueva jerarquía de caché.
• Manejo más rápido de excepciones de punto flotante (solo Sandy Bridge)
• Mejora del ancho de banda de la LEA (solo Sandy Bridge)
• Extensiones de instrucción AVX (solo Sandy Bridge)

La lista completa se puede encontrar en el enlace proporcionado anteriormente (Volumen 1, Capítulo 2.2).

Asegúrese de leer más de esta interesante discusión a través del siguiente enlace!

¿Tienes algo que agregar a la explicación? Apaga el sonido en los comentarios. ¿Quieres leer más respuestas de otros usuarios de Stack Exchange con experiencia en tecnología? Echa un vistazo a la discusión completa aquí.