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墨滴

张春成

2021/11/06  阅读:24  主题:默认主题

蓝队加油

蓝队加油

INTEL新近发布了第12代CPU, 在长时间挤牙膏之后,终于爆发了一次。 虽然没有了当前“默秒全”的统治力, 但新产品确实是让人大呼NB。

本文是十分应景的一文, 正好有一个良好的实验, 来说明“睿频”这个功能为计算资源的释放提供了怎样颠覆性的贡献。


立竿见影

在上文乌合之众[1]中, 我们建立了一个“有限资源下的网络消息传递模型”。 通过实验可以看到,这样的网络在 “节点数量为 ,消息生成数量为 ” 的条件下,已经无法应付生成的消息。

而受到INTEL芯片“睿频”概念的启发, 我们只是给负载较重的“节点”临时增加一点处理能力,

允许拥堵节点在每次循环中处理2条消息, 而不是只能处理1个。

这样简单的改进取得了立竿见影的效果,

  • 我们重新模拟了70节点,7消息的系统,效果如下

    【这是一段棒到不行的视频】 视频中,有些节点会“时不时”地从白色变成黑色, 代表这些节点刚刚临时增强了处理能力, 处理了2个节点。

    增强效果是立竿见影的, 我们的网络已经能够处理这种负载情况。

  • 我们增加了一些负载,每次生成10个消息,效果如下

    【这是一段棒到不行的视频】 可以看到,我们的网络已经也能够处理这种负载。

奇怪的是, 在这样的改进之后, 虽然网络的处理能力极大提高。 但网络中的节点并不需要时刻增加自己的计算能力, 只要根据需要“偶尔”增加即可。

现代的CPU正是使用了这样的技术, 我们的个人电脑才能够实现合理功耗条件下的高效计算。 简单来说,大家手上的电脑才变得越来越好用。

下面做简要的解释。

CPU及其处理速率

CPU是电脑的核心处理单元, 几乎所有的逻辑计算都是由它完成的。 它算的越快,我们的电脑使用起来就越流畅。

它能算多快呢? 就是标称的GHz数,代表第秒完成x 1,000,000,000次计算。

计算虽快,但并非没有代价。 在物理上,计算等价于微电路的开断和充放电状态, 由于CPU中的电路不处于超导状态, 因此,这一过程会伴随热量的生成。 简单来说,算得越快,产热就越高。

目前主流CPU会在内部集成若干个处理核心, 这些核心可以理解成独立的小CPU核心。

一般说来,单个核心以几个单位的Ghz速度进行计算, 已经足以抵消一个嗡嗡作响的风扇所能带走的热量。 这就是电脑会配有风扇的原因。

但风扇解决不了所有问题,

  • 首先,风扇会消耗大量的电能,很难集成到小型实用系统中;

  • 更重要的是,CPU尺寸小,而产热大,风扇的物理尺寸做不到这么小。

    什么意思呢? 比如我们要带走45W的热量,就需要5 x 5尺寸的风扇, 而CPU只有4 x 4这么大, 因此就至少有1 x 1这么多的热量散不出去, 只会累积在CPU里。

针对这个问题,现代CPU采用睿频技术平衡性能与散热之间的平衡。

睿频

睿频其实说起来就是很简单的功能, 它可以分为几个部分,

  • CPU平时以较低的频率运行,从而减小产热;
  • 在大负载工作到达时,CPU拉高自身的计算频率,迅速完成任务;
  • 在睿频状态下,虽然产热大,但好处是保持时间短, 即使有热量累积,也能够在之后的平稳期将热量散发出去。

这样的策略有效吗? 答案是十分有效。 我们不说远的, 就说在之前的网络模拟中, 我们就通过加入简单的睿频功能, 不仅实现了网络性能的飞跃; 同时也不需要时刻保持在睿频状态。

当然,睿频已经是老黄历了, 新的12代CPU已经开始玩大小核了。

参考资料

[1]

乌合之众: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkxNTI1MDc5NA==&mid=2247484701&idx=1&sn=789b5012993c70e16a8878a1d9f5af8e&chksm=c1634e18f614c70ec470d452b609281527b6da269d4af685440f68c9579660769c1fc4ff59fa&token=1555841918&lang=en_US#rd

张春成

2021/11/06  阅读:24  主题:默认主题

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