Dlaczego nie można wykorzystać szybkości zegara procesora do porównywania wydajności komputera

Robisz zakupy na nowy komputer? Nie zwracaj zbyt dużej uwagi na szybkość zegara procesora. "Prędkość procesora" była kiedyś łatwym, jeśli nie całkowicie dokładnym, sposobem porównania wydajności dwóch komputerów - wystarczy porównać GHz. Ale już nie.

Nowoczesne procesory są wystarczająco szybkie dla większości podstawowych zadań, więc warto przyjrzeć się innym, jeśli chodzi o porównywanie wydajności. Na przykład komputer jest wyposażony w dysk SSD lub wolniej magnetyczny dysk twardy?

Dlaczego nie możesz po prostu porównać prędkości zegara

Prędkość zegara procesora lub częstotliwość zegara mierzona jest w hercach - generalnie w gigahercach lub w GHz. Szybkość taktowania procesora jest miarą liczby cykli zegara, które może wykonać procesor na sekundę. Na przykład procesor z zegarem o częstotliwości 1,8 GHz może wykonywać 1 800 000 000 cykli zegara na sekundę.

Wydaje się to proste na jego twarzy. Im więcej cykli zegara może wykonać procesor, tym więcej rzeczy można zrobić, prawda? Cóż, tak i nie.

Z jednej strony, zegary są przydatne przy porównywaniu podobnych procesorów w tej samej rodzinie. Załóżmy na przykład, że porównujesz dwa procesory Intel Haswell Core i5, które różnią się jedynie częstotliwością zegara. Jeden działa z częstotliwością 3,4 GHz, a drugi z częstotliwością 2,6 GHz. W takim przypadku procesor 3,4 GHz będzie działał o 30% szybciej, gdy oboje pracują z maksymalną prędkością. Jest to prawdą, ponieważ procesory są poza tym same. Ale nie można porównać częstotliwości taktowania procesora Haswell Core i5 z innym typem procesora, takim jak procesor AMD, procesor ARM, a nawet starszy procesor Intel.

Na pierwszy rzut oka może się to wydawać oczywiste, ale tak naprawdę z bardzo prostego powodu. Nowoczesne procesory stają się znacznie wydajniejsze. Oznacza to, że mogą uzyskać więcej pracy na cykl zegara. Na przykład, Intel wypuścił procesory Pentium 4 taktowane zegarem 3,6 GHz w 2006 roku. Jest to koniec roku 2013, a najnowsze, najszybsze procesory Intel Haswell Core i7 są taktowane fabrycznie z częstotliwością 3,9 GHz. Czy to oznacza, że wydajność procesora poprawiła się tylko nieznacznie w ciągu siedmiu lat? Ani trochę!

Zamiast tego procesor Core i7 może po prostu zrobić znacznie więcej podczas każdego cyklu zegara. Ważne jest, aby spojrzeć nie tylko na cykle zegarowe, ale na ilość pracy, jaką procesor może wykonać na cykl zegara. Wszystkie inne rzeczy są równe, mniej cykli zegara z większą ilością pracy jest lepszych niż więcej cykli zegara z mniejszą liczbą cykli zegara oznacza, że procesor wymaga mniejszej mocy i wytwarza mniej ciepła.

Ponadto nowoczesne procesory mają również inne ulepszenia, które pozwalają im na szybszą pracę. Obejmuje to dodatkowe rdzenie procesora i większe ilości pamięci podręcznej procesora, z którymi CPU może pracować.

Dynamiczne dostosowanie prędkości zegara

Współczesne procesory również nie są naprawiane z jedną szybkością, szczególnie laptop, smartfon, tablet i inne procesory mobilne, w których głównym problemem są wydajność energetyczna i produkcja ciepła. Zamiast tego procesor działa z mniejszą prędkością, gdy jest bezczynny (lub gdy nie robimy zbyt wiele) i ma większą prędkość pod obciążeniem. Procesor dynamicznie zwiększa się i zmniejsza jego prędkość w razie potrzeby. Robiąc coś wymagającego, procesor zwiększy częstotliwość taktowania, wykona pracę tak szybko, jak to możliwe, i powróci do wolniejszej częstotliwości taktowania, która pozwoli jej zaoszczędzić więcej energii.

Jeśli więc kupujesz laptopa, zechcesz to rozważyć. Pamiętaj, że czynnikiem jest również chłodzenie - procesor w Ultrabooku może być uruchamiany z maksymalną prędkością tylko przez pewien czas, zanim uruchomi się z mniejszą prędkością, ponieważ nie może być odpowiednio schłodzony. Procesor może nie być w stanie utrzymać maksymalnej prędkości przez cały czas z powodu problemów z przegrzewaniem. Z drugiej strony, komputer z takim samym procesorem, ale lepsze chłodzenie może mieć lepszą, bardziej stałą wydajność przy najwyższych prędkościach, jeśli może utrzymywać procesor na tyle chłodny, aby działać z maksymalną szybkością przez dłuższy czas.

Inne kwestie sprzętowe, zwłaszcza dyski półprzewodnikowe

Inny sprzęt jest również bardzo ważny, jeśli chodzi o ogólną wydajność komputera. Na przykład większość użytkowników komputerów prawdopodobnie uzna komputer z dyskiem półprzewodnikowym szybciej niż komputer z tradycyjnym magnetycznym dyskiem twardym podczas normalnego użytkowania, nawet jeśli komputer z tradycyjnym magnetycznym dyskiem twardym ma procesor, który działa lepiej. Dostęp do dysku twardego jest poważnym wąskim gardłem wydajności. To, czy komputer ma dysk SSD, będzie prawdopodobnie ważniejszym pytaniem niż szybkość jego procesora.

Dyski SSD nie są oczywiście jedynym ważnym sprzętem. Posiadanie większej ilości pamięci RAM pozwoli Ci robić więcej rzeczy naraz bez ciągłego przełączania się na plik strony komputera, podczas gdy mocniejsza karta graficzna poprawi wydajność gier PC bardziej niż szybszy procesor. Z drugiej strony, jeśli chcesz tylko przeglądać strony internetowe, oglądać filmy i pracować nad dokumentami, szybsza karta graficzna lub jeszcze większa pamięć RAM powyżej pewnego punktu nie będą zauważalne.

Jak porównać wydajność komputera

Nie można po prostu spojrzeć na numer prędkości procesora i wiedzieć, który komputer jest szybszy lub o ile szybciej komputer będzie w realnym świecie. Większość ludzi niekoniecznie zauważy poprawę wydajności procesora powyżej określonego punktu. Na przykład MacBook Air lub porównywalny Ultrabook ma wolniejszy procesor Intel Haswell Core i5, który został zaprojektowany tak, aby oszczędzać energię i działać jak najtaniej. Jeśli jednak chcesz po prostu przeglądać internet, słuchać muzyki, oglądać filmy i pracować z dokumentami, procesor może być wystarczająco szybki, abyś nie zauważył różnicy między nim a znacznie szybszym procesorem klasy desktop. Nie tylko szybkość taktowania procesora nie jest krytyczna - wydajność procesora staje się coraz mniej krytyczna.

Z drugiej strony, jeśli planujesz uruchomić kilka maszyn wirtualnych, robić modelowanie 3D i grać w najnowsze gry na PC, możesz się bardziej przejmować wydajnością.

Zanim kupisz laptopa (lub nawet procesor na biurko), prawdopodobnie będziesz chciał sprawdzić rzeczywiste testy porównawcze, aby zobaczyć, jak procesor się układa w porównaniu do innych procesorów w świecie rzeczywistym. Rzeczywiste testy porównawcze są jedynym naprawdę niezawodnym sposobem porównywania wydajności komputera i procesora.

Prędkość to nie wszystko, jeśli chodzi o nowoczesny laptop - ważna jest również żywotność baterii. Jeśli laptop działa wystarczająco dobrze dla ciebie, prawdopodobnie lepiej jest mieć wolniejszy procesor, który ma lepszy czas pracy na baterii niż szybszy procesor, którego nie zauważysz.

Image Credit: Miles Bannan na Flickr, carrotmadman6 na Flickr, Intel Free Press on Flickr