[Frage] Was macht die geschwindigkeit eines Prozessors alles aus?(was macht ihn wie schnell?)

[ArOss3rim]

Wisst ihr, was genau die Geschwindigkeit eines Prozessors bestimmt?(wie schnell er dann ist)
Ich weiss, dass ein quad-core mit vier kernen und 1,8 GHz viel schneller ist als ein Single-core mit 3,6 GHz,
weil der Quad core 4 Kerne hat und so 4 mal 1,8 GHz hat.
Ich weiss dass sich der Takt, der auch die Geschwindigkeit bestimmt/ist, aus FSB und Multiplikator zusammen rechnet.

Aber auf einer Seite von chip.de stand, dass noch so was anderes die Prozessorgeschw. ausmacht
http://forum.chip.de/pc-systeme/int...ch-verkaeufer-uebern-tisch-ziehen-941162.html

Laut einigen dort angemeldeten Mitgliedern ist ein Pentium E2160 mit 1,8 GHz und zwei Kernen schneller als ein
Pentium D mit 3,2 GHz und auch zwei Kernen.

Könntet ihr mich da vllt aufklären??

 

[Mangamaniac]

Da gibts noch so einiges:
Ein wichtiger Punkt ist zB, wie viele Instruktionen die CPU pro Cycle schafft, bzw wie die implementiert sind und ob sie Pipelining kann (so ziemlch jede neue).
Mehr Kerne machen die CPU nicht unbedingt schneller, das hängt davon ab, ob man die Afgabe, die sie bearbeiten soll parallelisierbar ist. Der Compiler ist auch verdammt wichtig, wenn der schlecht optimiert kann der Prozessor auch nicht viel machen.
Noch eine Sache ist das Caching: Die Faustregel lautet, je näher der Cache/Speicher an der CPU, desto schneller ist er. Die Abstufung ist etwa so:
Register > L1 > L2 > L3 > RAM > HDD > Bandlaufwerk... etc.
Wenn dieser nahe cache also besonders groß ist können dort mehr wichtige (oft benötigte Daten) liegen, und so muss die CPU nicht auf den langsameren Arbeitsspeicher warten (Flaschenhals (Bottleneck)).
RISC CPUs (Reduced Instruction Set Computer) haben meist mehr Register (32 stück), können also mehr ablegen, x86 (CISC Complex Instruction Set Computer) haben nur 4 multi purpose Register (EAX, EBX, ECX, EDX). Dafür besitzen sie eine viel größere Anzahl an Instruktionen (die auch komplexer sind).
Es gibt da diverse Formel wie man das berechnen kann... muss mal meine Skripten aus Rechnerorganisation rauskramen, dann kann ichs dir genauer sagen...

 

[bahal]

die Geschwindigkeit einer cpu hängt von vielen Faktoren ab. der größte ist wohl die Architektur der cpu. deshalb ist eben der Pentium E2160 viiel schneller als nen Pentium D mit 3,2Ghz, welcher ne vieeel ältere Architektur verwendet. Des weiteren spielt da auch noch die größe des Level 2 bzw 3 cachs etc. mit rein. außerdem kommt es natürlich auch auf die verwendete Software an. inwiefern, die mehrere Kerne unterstützt etc.

 

[Zero]

^^ interessante Frage.

Also:
Die richtige Rechenleistung eines PCs gibst du in Flops ( [ame]http://de.wikipedia.org/wiki/Floating_Point_Operations_Per_Second[/ame] ) an.

beispielsweise konnte der Z3 2 Gleikommaoperationen pro Sekunde ausführen - also 2 Flops.
Heutzutage rechnet man natürlich im Bereich von Giga und Terra- (also 10 hoch 9 bzw. 10 hoch 10) Flops

Die Architektur des E2160 ist eine komplett andere als die von einem Pentium D.
Von daher ist das nicht genau vergleichbar.
Gehst du von den Flop aus, ist das allerdings richtig.
mhm genaue Zahlen find ich jetzt nicht.
aber hier mal eine Übersicht:

und zum Vergleich:
ein P3 mit 3,2 GHz hat im Maximum 6GFlop/s

Sisoft Sandra ist ein Tool, mit dem du deine Flops auslesen kannst.

Hier wird tatsächlich das gesamte System Hauptspeicher, Bus und Compiler mit betrachtet - meistens.

Von daher kannst du nicht pauschal sagen: mehr GHz = mehr Leistung.

Am aller besten sieht man das wohl am CUDA-Projekt.
Die benutzten da NVIDIA-GraKas und schalten die zusammen. Damit kommen die locker in Terra-Flop bereiche.
Und an sich ist der Takt ziemlich wenig.

Ein etwas bekanteres Beispiel sind die Itanium-Prozessoren von Intel, oder die alten Sun-Kisten.
Die haben meistens ziemlich miese Taktraten, aber einen richtig guten Durchsatz bei den Flops und können somit richtig schnell solche Operationen, wie sie zum Beispiel in Simulationen vorkommen, abarbeiten.

irgendwas zu unklar?
zu technisch?
einfach fragen, wenn was unklar ist, oder du noch Fragen hast ^^

edit
ha, jede Minute ein Post ;P
und man bin ich langsam geworden -.-

 

[ArOss3rim]

Nun ja Mangamaniac schreibt ziemlich kompliziert von Sachen, wo ich kaum Ahnung habe,
aber bei dir, Cool Zero, kann ich es recht gut verstehen
@ mangamaniac: könntest du vllt ein klein wenig verständlicher schreiben für Leute,
die sich alles selbst bebringen nd noch nicht solche profis sind
@ Cool Zero: Giga ist die Zahl 10 hoch 9 und Tera die Zahl 10 hoch 12,
aber das is nur ne winzige Spitzfindigkeit die man vernachlässigen kann :D
Und was FLOPS sind weiss ich erst seit sehr kurzem.

@ all: Danke für die Aufklärung über Prozessoren :D

 

[Mangamaniac]

Sorry ich schreibe manchmal etwas verwirrt, aber das Thema is halt ziemlich umfangreich. ^^"
Lies dich einfach noch ein wenig ein und wenn fragen aufkommen weist eh wo du sie stellen kannst^^

 

[Zero]

Da gibts noch so einiges:
Ein wichtiger Punkt ist zB, wie viele Instruktionen die CPU pro Cycle schafft, bzw wie die implementiert sind und ob sie Pipelining kann (so ziemlch jede neue).

im prinzip wie viele Operationen er in einer Zeitspanne schafft.
http://de.wikipedia.org/wiki/Pipeline_(Prozessor) ist da ganz schön mit dem Fließband erklärt.

Mehr Kerne machen die CPU nicht unbedingt schneller, das hängt davon ab, ob man die Afgabe, die sie bearbeiten soll parallelisierbar ist. Der Compiler ist auch verdammt wichtig, wenn der schlecht optimiert kann der Prozessor auch nicht viel machen.

wenn es Aktionen gibt, die alle aufeinander aufbauen, kannst du die nicht Parallelisieren, da ja Aktion2 auf das Ergebnis 1 warten muss, bevor es was anfangen kann.
[ame]http://de.wikipedia.org/wiki/Compiler[/ame] wandelt das geschriebene Programm so um, dass dein Computer den dann auch versteht - und wenn der Murks baust, gibts natürlich auch da ein Problem ;P

Noch eine Sache ist das Caching: Die Faustregel lautet, je näher der Cache/Speicher an der CPU, desto schneller ist er. Die Abstufung ist etwa so:
Register > L1 > L2 > L3 > RAM > HDD > Bandlaufwerk... etc.
Wenn dieser nahe cache also besonders groß ist können dort mehr wichtige (oft benötigte Daten) liegen, und so muss die CPU nicht auf den langsameren Arbeitsspeicher warten (Flaschenhals (Bottleneck)).

naja, du hast doch sicher schon mal davon gehört, dass machen Prozessoren mit großen L2-Caches ausgewiesen werden.
L1-Cache: Dieser Cache läuft mit dem Prozessortakt. Er ist sehr klein (ein paar KB), dafür aufgrund seiner Position im Prozessorkern selbst sehr schnell abrufbar.
L2-Cache: Der L2-Cache befindet sich meist im Prozessor, aber nicht im Kern selbst. Größe: Unterschiedlich. nach Oben besteht nicht wirklich ein Problem. Gebräuchlich sind im Moment größen im MB bereich.
L3-Cache: Bei Mehrkernprozessoren teilen sich die einzelnen Kerne den L3-Cache. Er ist der langsamste der drei Caches, aber auch der größte (bis zu 256 Megabyte).

RISC CPUs (Reduced Instruction Set Computer) haben meist mehr Register (32 stück), können also mehr ablegen, x86 (CISC Complex Instruction Set Computer) haben nur 4 multi purpose Register (EAX, EBX, ECX, EDX). Dafür besitzen sie eine viel größere Anzahl an Instruktionen (die auch komplexer sind).

Register nehmen Ergebnisse aktueller Berechnungen auf.
instruktionen: [ame]http://de.wikipedia.org/wiki/Instruktionen_pro_Sekunde[/ame] - im prinzip die Befehle, die der CPU ausführen kann.

Es gibt da diverse Formel wie man das berechnen kann... muss mal meine Skripten aus Rechnerorganisation rauskramen, dann kann ichs dir genauer sagen...

naja, die Formeln sind nicht ganz so wichtig ;P

@Manga: müsste soweit passen, oder?
@Baggi: Sry. hantiere im Moment nur mit kleinen Zahlen - da passiert das schon mal - geändert

 

[ArOss3rim]

Is ja heftig
Ich hätte nie erwrtet, dass so viel in einem so kleinen Ding mitspielt und die Rechenleistung bestimmt.
(Da hab ich etz noch was zu lernen) :D
Also ich wusste eig. gerade noch was vom L1, L2 & L3 Cache, aber DAS is echt nicht das was ich erwartet hatte (Ich hatte aber auch gar keine Ahnung)
(Mit dem dass ich es nicht erwartet hatte meine ich, dass ich nie gedacht habe, dass so viel in einem Prozessor mitspielt)

Danke Leute, dass ihr mir helft, mein wissen über Hardware stark zu vergrößern

-----[ Doppelpost hinzugefügt ] -----

Würde das eigentlich heissen, dass theoretisch ein Prozessor mit einem Kern und 400 MHz schneller sein kann,
als ein prozessor mit vier Kernen und je 2,8 GHz?
Nur, weil der vierkerner (theorethisch in diesem Falle) nur einen L1 cache hat, und die technologie, mit der er gebaut worden ist 12 Jahre alt ist,
und der single-core mit 400 MHz die (neuesten oder) besten Technologien hat und so (wie z.B.der i7 von der Verbauung und so her) ?

 

[Mangamaniac]

@C00Lzero: Jup, Danke für die Übersetzung^^

 

[derGerd87]

Ich würde mal sagen ja.

Das kannst du Spaßeshalber sogar ausprobieren, in dem du deinen Gedankengang rückwärst gehst.

Nimm dir nen alten Rechner und lass da nen Benchmark laufen. Am besten einen mit ner CPU mit hohem Takt z.B. Pentium4 mit 3,8GHz.

Dann nimmst dir ne neue CPU und Taktest die auf den niedrigsten Takt den du im Bios einstellen kannst, und lässt auch nen Benchmark durchlaufen.

Dann hast du Experimentel bewiesen, was du schon vermutest. Eine neue CPU mit langsamen Takt ist schneller als eine alte mit hohem.

Achja nur so zum Vergleich:

Ein Intel Pentium 4 hat ungefähr 188Millionen Transistoren
Ein Intel Core i7 hat ungefähr 774 Millionen Transistoren

Da sieht man dann auch wo das mehr an Rechenleistung herkommt. (ist aber nur ein sehr grober Anhaltspunkt)

 

[ArOss3rim]

Des blöde is, dass es keine vierkerner mit so schlechten Fragezeichensdingern(?) :D hat
und dass es keine neuen CPU's als single-cores gibt
Aber so ein experiment wäre schon mal interesant (v.a weil ich 2 pentium 1 prozessoren habe,
die ich mal übertakten könnte(leider würden die niemals stabil auf 3 GHz laufen,
egal was man macht, und man bräuchte ne "Ölkühlung" oder "Stickstoffkühlung" mit flüssigem Stickstoff, in die ich meinen PC dann reinlegen müsste)

 

[Zero]

Würde das eigentlich heissen, dass theoretisch ein Prozessor mit einem Kern und 400 MHz schneller sein kann,
als ein prozessor mit vier Kernen und je 2,8 GHz?
Nur, weil der vierkerner (theorethisch in diesem Falle) nur einen L1 cache hat, und die technologie, mit der er gebaut worden ist 12 Jahre alt ist,
und der single-core mit 400 MHz die (neuesten oder) besten Technologien hat und so (wie z.B.der i7 von der Verbauung und so her) ?

jain.
so einfach lässt sich das dann doch nicht vereinfachen
aber im Prinzip ist das nicht falsch.
wie gesagt hängt das von vielen Sachen ab ^^

Des blöde is, dass es keine vierkerner mit so schlechten Fragezeichensdingern(?) :D hat
und dass es keine neuen CPU's als single-cores gibt

es gibt schon noch single-cores. Speizialisierte Prozessoren, sind selbst im Moment noch meistens Single-Cores.

Aber so ein experiment wäre schon mal interesant (v.a weil ich 2 pentium 1 prozessoren habe,
die ich mal übertakten könnte(leider würden die niemals stabil auf 3 GHz laufen,

nope, wirst du nicht schaffen, die werden zu schnell zu heiss.
v.a. da Pentium 1 nicht grad hohe Taktraten hatte...

egal was man macht, und man bräuchte ne "Ölkühlung" oder "Stickstoffkühlung" mit flüssigem Stickstoff, in die ich meinen PC dann reinlegen müsste)

wenn dann stickstoff. Aber der ist Teuer ;P
und wenn du deine ganzen Komponenten dieser Kälte aussetzt, gibts Probleme, mechanische Brüche, wegen ungleichmäßiger abkülung, etc.
Es gab mal Videos von Tom's-Hardware-Guide in der sie P4 und nen AMD mit Stickstoff übertaktet haben.
--> http://www.tomshardware.de/
evtl. gibts die Videos sogar noch