初识处理器(3)

 

综合基准

人们一直在寻找一种单一的基准,这种基准可以独立于任意类型的计算机来进行公平的比较。最后人们统一作出了如下一个结论:用第三代语言(C语言等)编写一个程序,在不同的系统上编译运行,然后测试在不同的系统上每次运行该程序所需的时间。这一思想又有3个分支:Whetstone主要侧重于浮点运算,Linpack主要侧重于线性代数程序,Dhrystone主要侧重于字符串和整数程序。Dhrystone基准的评测方法是:统计某程序1秒内能执行的次数,也即每秒的Dhrystone数。

应该说,综合基准提供了一些依据,不过也并不完善,因为要想在某处理器上获得最佳性能,需要在编程时对程序做针对处理器的优化,而一个优秀的优化者和一般的优化者得到的性能差别是相当大的。影响最终程序执行性能的,并不仅仅是处理器硬件,还包括软件,以及软件与硬件的配合,这是一个系统工程,很难下一个很严肃的结论。不过对于一般应用来说,综合基准已经能反映出处理器的大致性能了。

专业评估组织基准

标准性能评估公司(SPEC,Standard Performance Evaluation Corporation)成立于1988年,SPEC从各种不同的应用场景中选出一些比较有代表性的程序,称为基准套件(Benchmark Suite)。SPEC基准中最出名的是它的CPU套件,用于测试CPU的吞吐量、Cache和存储器的访问速度等。

在嵌入式领域,EEMBC(Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)基准常被使用,其应用涵盖汽车、消费电子、通信等领域。

2.功耗

Google曾经的运营高级副总裁Urs Hoelzle说:

“我们曾经设想,把庞大的服务器放在一艘船上,让流水发动能源,带动信息的整合。这看起来风光无限的浪漫图景,诉说着我们对理想不舍昼夜的追求。”

如果把Urs Hoelzle的这句话理解为Google多么有创意、多么有理想,那就错了。俗话说,吃菜吃心,听话听音,听话要听是谁说的。作为管理几百万台(甚至更多)计算机的大佬,Urs Hoelzle比一般人更能理解“电老虎”的含义。Google是一家信息服务公司,公司的成本除了员工的成本外,就属这些计算机的成本最多了。计算机硬件只是一次性投入,而耗电、制冷却是每年都要付钱的。美国研究机构的数据显示,过不了几年,用电和制冷的费用就超过了计算机本身的价格了。

Google在俄勒冈州新建了数据中心,原因就是这里水资源丰富,有全美最廉价的电费,也可提供水冷。

现在不少像Google这样的公司,都在宣称自己绿色、环保,这并不仅仅是政治觉悟高,应该说经济觉悟也很高。

不只Google这样的巨头需要关注功耗,我们这些小市民实际上也会关注功耗,最典型的一个例子就是,每个买手机的人都会问:“这款手机待机时间多长?”这实际上就是一个问功耗的问题。

在现在的PC里,CPU和显卡是功耗大户。功耗大,就需要散热片和风扇散热,不只耗电,增加体积,而且风扇产生的噪声严重影响了人们的健康和心情。Intel和AMD也有很多CPU专为低功耗而设计。

性能和功耗是处理器最重要的两个硬指标,这两者很难同时满足。每个处理器厂商都会根据自己的目标市场定位在这个跷跷板上找到一个自己的平衡点。

3.面积

便于携带的产品,通常都是很受欢迎的,Sony的随身听就是这样的一代经典。

现在的手机,功能一少就卖不出去,而要增加功能,常常需要增加新的芯片,如陀螺仪、加速计等传感器,WiFi、GPS等无线芯片……在能装进口袋的手机中装这么多芯片,也是一件不简单的事情,芯片体积绝对不能大。

4.接口

处理器并不是独自在工作,由于它需要和周围的器件配合使用,因此就必须有接口和外部进行通信。如果处理器本身能实现某个功能,但是因为缺乏相应的接口而不能使用,就非常让人惋惜了。大多数处理器都会设计很多的接口,因为有的用户会用这几个接口,有的用户会用另外几个。

2.4.2  软件指标——软实力的竞争

1.软件开发环境

软件开发环境和处理器的关系就好比手柄和游戏机,手柄不好用,游戏机的可玩性就大打折扣。

友好的开发环境能减少软件人员的学习成本,提高程序开发、调试的效率,较好的Bug定位手段也非常重要,较多的函数库也能大大减轻程序员的工作量。

2.编译器性能

绝大多数程序员都使用高级语言(C/Java等)来编写程序,编译器将高级语言转换成处理器能够理解的二进制代码,也就是说,处理器的能力要靠编译器才能体现出来,处理器功能再强大,如果没有一个好的编译器来展现它的能力,就好比茶壶里的饺子,倒不出来。

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