10 -Быстрее! Выше! Сильнее!
http://uneex.org/
http://uneex.org/LecturesCMC/Architec...
Повышение производительности процессора
Атака в лоб: повышение тактовой частоты
Физическое устройство процессора и памяти таково, что любые действия могут происходить не быстрее, чем с определённой частотой, задаваемой специальным генератором (в виде всплесков напряжения с данной частотой или ещё как-то, неважно). Частота «500 мегагерц» означает полмиллиарда колебаний генератора в секунду, соответственно один такт, за который хоть что-то может выполниться, составляет одну полумиллиардную долю секунды.
При этом
Резко возрастает энергопоребление
Резко возрастает тепловыделение
Надо снижать время срабатывания ключей на микросхеме
Для этого (а также для того, чтобы расстояния между элементами были короче, ибо скорость распространения электрического импульса, оказывается, тоже не бесконечна) постоянно уменьшают толщину полупроводниковых слоёв. Толщина эта измеряется уже в нанометрах, т. е. скоро достигнет размеров в несколько молекул.
Кроме того
Сложные однотактные команды: время срабатывания суммируется
«стена памяти» при сложении
несколько функциональных частей процессора участвуют в операции
некоторые из этих частей принципиально небыстрые
Одновременное выполнение инструкций
Очевидный выход: усложнить процессор таким образом, чтобы он мог выполнять несколько инструкций или микроинструкций одновременно.