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intelCPUの特性

【IntelCPUの特性】

IntelのCPUの特徴として、「エンコードが早い」、「ベンチマー
クの結果が良い」、「複数ソフトを立ち上げると引っ掛かりがで
る」、「ベンチマークと実際のソフトだと処理速度が一致しない」
等ありますが、これは以下の仕様が原因になっています。



【特定条件下でのみデータ転送速度を上げている】
CPUの中にはキャッシュと言うデータを一時的に保存する部分
あるのですが、

これはメモリコア間で直接データのやり取りをすると、データ
転送速度が遅くてコアの処理速度に対応できない
為、キャッシュ
に一時的に貯めてコアまでの速度を補っている訳です。

Intelの特徴は、このキャッシュとメモリ間の転送速度の制御仕様
から来たものです。



【キャッシュとメモリ間の制御】
Sisoftwareのsandraと言うソフトにはmemory&chashベンチ
マーク
と言う、メモリとCPUキャッシュ間のデータ転送速度を数
値化するベンチマークがあります。

これは[メモリ→CPUキャッシュ→コア]と言う順番に処理をし、
最終的な数値を出すもので、CPUキャッシュとコア間の速度 & C
PUの周波数は一定な為、波形はメモリとキャッシュ間の速度差
出ている事が分かります。


このグラフは広告サイト、インプレスが出したベンチの結果です。

見てもらえば分かると思いますが、32~64KBを頂点としたグラ
フになっています。

本来全性能を出して処理をしていた場合、一度に転送出来るデー
タ量を超えない限り速度が落ちる事がないのと上がる事も無い為、
この様なグラフには成りません。

つまり、意図的にこの様な制御をしている事になります。


(注意:128KB1MBで急激に下がっているのは、2次キャッシュ
3次キャッシュまでデータを読み込みに行く必要が出た時に読み込
み速度が落ちる
からですが、重要なのは1~64KBなので今回は重
要ではありません)

因みに、Intelの場合L1 キャッシュは64KBL2 キャッシュは2
56KB
L3 キャッシュは2MB以上であり、上位のキャッシュ容量
を超えるデータ量の時に下位の遅いキャッシュにアクセスします。

一部L2が1MBあるCPUも出ています。



【この仕様が何を表しているのか】
転送するデータが32~64KB時だけ転送速度を高速化すると言う
事はデータを処理する時に32~64KB分割転送すれば高速で処
理ができる
と言う事になります。

しかし、高速化したぶんだけ発熱が上がる為、下げて冷まさなけ
ればなりませんので他のデータ量の時に速度を下げている訳です。

(2014/4/17追記)
キャッシュコントローラは消費電力が高く、元から熱源になりや
すい
と言う事もあります。


問題はこの仕様です。処理速度の安定性というのは等速で処理を
し続け無ければ保てません。

ですが、この仕様では32KB未満のデータを読み込む度に転送速度
ガクッと落ち込む事になる為、安定した処理速度が保てません。

だから、「複数のデータを読み込む事で動作する通常のソフト
と「一つのデータを処理し続けるだけのベンチ」では処理速度が一
致しないし、

ソフトを立ち上げるほど転送速度が上下して処理に遅延が発生す
る為「マルチタスクに弱い」と言われているわけです。


このグラフを見るとsandraバージョン2011から極端に仕様
変更されて
分かりにくくなっていますが、上のグラフのi7-875K
を比べて見ると分かる様に次世代も仕様が変わっていない様です。



(2012/5/11追記)
どうやら2012年版のベンチは更に仕様が判り難くい様に改変され
ているようですが、Ivy Bridgeも仕様が変わっていないです。


(2013/6/24追記)
2013年版のベンチ12年版と殆ど変わらない様ですが、Haswel
l
の数値を見てみると、仕様が強化されて速度差激しくなってい
様です。


(2015/12/16追記)
sandra2015のグラフですが、Skylakeも仕様は変わっていま
せん。


(2017/2/19追記)
発売時の記事のグラフですが、Kabylakeも仕様は変わっていませ
んね。


(2017/11/7追記)
Coffee LakeのグラフですがL2キャシュの速度を補う為に128KB
転送を頂点とした制御に変えてはいますが、基本的な仕様は変わっ
ていません。



気になる方は、↓で2010 SP3をダウンロードし、インストール
して実行してみましょう。
(右側のリストから過去バージョンを選びます)

http://www.filehippo.com/jp/download_sandra_lite/te
ch/



尚、実行するのは↓の画像のベンチマークです
sandra memorychash

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| intel(CPU) | 10:45 | comments:1 | trackbacks:1 | TOP↑

COMMENT

Q&A

> 特定のアプリケーション1つだけを動かしている状態ならば大体ベンチ
マークと同じような性能になるのでは?

残念ながら殆どなりません。

ベンチのインストールフォルダ内のファイル数や実行ファイル、処理の挙
動を見れば解りますが、

基本的に実際のソフトは処理時に読み込むファイル数が違う上に、ベンチ
マークの場合実行すると全自動でプログラムを上から下まで決められた手
順で実行しているに過ぎず、

ネットワーク系の通信処理や、マウスやキーボード等の入力を考慮してい
ません。

実際のソフトはネットワーク通信の影響(読み込むデータ量の変移による)
や入力機器による割り込み処理をするのが当然であり、処理の過程がまっ
たく別物になります。

だから、走りっぱなしにする圧縮解凍系やエンコード等のソフトを除いて
殆ど参考にはなりません。


> ただ、実際の運用ではそのような事は殆ど無くて、複数のアプリを立ち
上げて操作しているから、実状としてAMD・Intelのベンチマーク性能差は
特に出ないですけれども。
> (複数のベンチマークソフトを同時に走らせた場合の、ベンチマーク値を
どこも出していないのが不思議です)

ベンチマーク自体の問題以前に、計測の仕方が実際の利用に即していない
と言うのは同意します。

Pentium4やAthlon64のCoreが一つしかなかった時代ならともかく、複数の
Coreを搭載したCPUやAPUを利用していて複数同時にソフトを利用していな
いなんてありえませんからね。

何処も出さないのは広告主に配慮してと言う事かもしれませんね。

| nim26 | 2014/04/17 22:40 | URL |















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まとめteみた.【intelCPUの特性】

【intelCPUの特性】intelのCPUの特徴として、「エンコードが早い」、「ベンチマークの結果が良い」「複数ソフトを立ち上げると引っ掛かりがでる」、「ベンチマークと実際のソフトだと処

| まとめwoネタ速suru | 2012/04/14 18:16 |

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