Catatan: Jawaban ini ditulis dengan asumsi bahwa CPU yang dibandingkan terdiri dari SoC Intel, AMD, dan ARM yang tersedia secara komersial dari sekitar 2006 hingga 2015. Setiap set pengukuran perbandingan akan tidak valid dengan cakupan yang cukup luas; Saya ingin memberikan jawaban yang sangat spesifik dan "nyata" di sini sementara juga membahas dua jenis prosesor yang paling banyak digunakan, jadi saya membuat banyak asumsi yang mungkin tidak valid dalam kasus desain CPU yang benar-benar umum. Jika Anda memiliki nitpicks, harap ingat ini sebelum Anda membagikannya. Terima kasih!
Mari kita luruskan satu hal: MHz / GHz dan jumlah core tidak lagi menjadi indikator yang dapat diandalkan kinerja relatif dari dua prosesor sewenang-wenang.
Mereka adalah angka meragukan yang terbaik bahkan di masa lalu, tetapi sekarang kita memiliki perangkat seluler, mereka benar-benar indikator yang mengerikan. Saya akan menjelaskan di mana mereka dapat digunakan nanti dalam jawaban saya, tetapi untuk sekarang, mari kita bicara tentang faktor-faktor lain.
Saat ini, angka terbaik untuk dipertimbangkan ketika membandingkan prosesor adalah Thermal Design Power (TDP), dan Ukuran Fabrikasi Fitur , alias "ukuran luar biasa" (dalam nanometer - nm ).
Pada dasarnya: ketika Daya Desain Termal meningkat, "skala" CPU meningkat. Pikirkan "skala" antara sepeda, mobil, truk, kereta api, dan pesawat kargo C-17. TDP yang lebih tinggi berarti skala yang lebih besar. MHz mungkin atau mungkin tidak lebih tinggi, tetapi faktor-faktor lain seperti kompleksitas arsitektur mikro, jumlah core, kinerja prediktor cabang, jumlah cache, jumlah pipa eksekusi, dll. Semua cenderung lebih tinggi pada lebih besar- prosesor skala.
Sekarang, ketika ukuran fab menurun , "efisiensi" CPU meningkat. Jadi, jika kita mengasumsikan dua prosesor yang dirancang persis sama kecuali bahwa salah satu dari mereka diperkecil menjadi 14 nm sedangkan yang lain berada pada 28 nm, prosesor 14 nm akan dapat:
- Lakukan setidaknya secepat CPU ukuran fab yang lebih tinggi;
- Lakukan dengan menggunakan lebih sedikit daya;
- Lakukan sambil membuang lebih sedikit panas;
- Lakukan dengan menggunakan volume yang lebih kecil dalam hal ukuran fisik chip.
Secara umum, ketika perusahaan seperti Intel dan produsen chip berbasis ARM (Samsung, Qualcomm, dll) mengurangi ukuran yang hebat, mereka juga cenderung sedikit meningkatkan kinerjanya. Ini menghambat berapa tepatnya efisiensi daya yang bisa mereka peroleh, tetapi semua orang suka barang mereka berjalan lebih cepat, sehingga mereka merancang chip mereka dengan cara yang "seimbang", sehingga Anda mendapatkan beberapa peningkatan efisiensi daya, dan beberapa peningkatan kinerja. Pada ekstrem lainnya, mereka dapat menjaga prosesor persis seperti haus kekuasaan seperti generasi sebelumnya, tetapi meningkatkan kinerja banyak ; atau, mereka bisa menjaga prosesor tepatnya pada kecepatan yang sama dengan generasi sebelumnya, namun mengurangi konsumsi daya oleh banyak .
Poin utama yang perlu dipertimbangkan adalah bahwa generasi saat ini tablet dan smartphone CPU memiliki TDP sekitar 2 hingga 4 Watt dan ukuran yang luar biasa dari 28 nm. Sebuah low-end prosesor desktop dari 2012 memiliki TDP minimal 45 Watts dan ukuran fab dari 22 nm. Bahkan jika System On Chip (SoC) tablet terhubung ke sumber daya utama AC / C sehingga tidak perlu khawatir tentang daya menyeruput (untuk menghemat baterai), SoC tablet quad-core akan sepenuhnya kehilangan setiap benchmark CPU tunggal untuk "Core i3" low-end 2012, prosesor dual-core berjalan pada GHz yang mungkin lebih rendah.
Alasan:
- Chip Core i3 / i5 / i7 JAUH lebih besar (dalam hal jumlah transistor, area cetakan fisik, konsumsi daya, dll.) Daripada chip tablet;
- Chip yang masuk ke desktop peduli BANYAK kurang tentang penghematan energi. Software, hardware dan firmware bergabung untuk parah ditebang untuk kinerja pada SoCs ponsel untuk memberikan baterai yang tahan lama. Pada desktop, fitur-fitur ini hanya diimplementasikan ketika mereka tidak secara signifikan mempengaruhi kinerja top-end, dan ketika kinerja top-end diminta oleh suatu aplikasi, itu dapat diberikan secara konsisten. Pada prosesor seluler, mereka sering menerapkan banyak "trik" kecil untuk menjatuhkan frame di sana-sini, dll. (Dalam game, misalnya) yang sebagian besar tidak terlihat oleh mata tetapi menghemat masa pakai baterai.
Satu analogi yang rapi yang baru saja saya pikirkan: Anda bisa memikirkan "MHz" prosesor seperti meter "RPM" pada mesin pembakaran internal kendaraan. Jika saya meningkatkan mesin sepeda motor saya menjadi 6.000 RPM, apakah itu berarti dapat menarik lebih banyak beban daripada penggerak utama 16-silinder kereta pada 1000 RPM? Tidak, tentu saja tidak. Penggerak utama memiliki sekitar 2.000 hingga 4.000 tenaga kuda ( contoh di sini ), sementara mesin sepeda motor memiliki sekitar 100 hingga 200 tenaga kuda ( contoh di sini mesin sepeda motor tenaga kuda tertinggi yang pernah mencapai 200 hp).
TDP lebih dekat ke tenaga kuda dari MHz, tetapi tidak tepat.
Contoh tandingannya adalah ketika membandingkan sesuatu seperti prosesor "Haswell" (Generasi ke-4) Intel Core i5 model 2014 dengan sesuatu seperti prosesor AMD kelas atas. Kedua CPU ini akan mendekati kinerja, tetapi prosesor Intel akan menggunakan energi 50% lebih sedikit! Memang, Core i5 55 Watt sering dapat mengungguli CPU "Piledriver" AMD 105 Watt. Alasan utama di sini adalah bahwa Intel memiliki mikroarsitektur yang jauh lebih maju yang telah menarik diri dari AMD dalam kinerja sejak merek "Core" dimulai. Intel juga telah memajukan ukuran hebat mereka jauh lebih cepat dari AMD, meninggalkan AMD dalam debu.
Prosesor desktop / laptop agak mirip dalam hal kinerja, sampai Anda turun ke tablet Intel kecil, yang memiliki kinerja yang mirip dengan SoC mobile ARM karena kendala daya. Tetapi selama prosesor desktop dan "skala penuh" terus berinovasi dari tahun ke tahun, yang sepertinya akan, prosesor tablet tidak akan menyusul mereka.
Saya akan menyimpulkan dengan mengatakan bahwa MHz dan # Cores bukan metrik yang sama sekali tidak berguna. Anda dapat menggunakan metrik ini saat membandingkan CPU yang:
- Berada di segmen pasar yang sama (smartphone / tablet / laptop / desktop);
- Berada dalam generasi CPU yang sama (yaitu angka-angka hanya bermakna jika CPU didasarkan pada arsitektur yang sama, yang biasanya berarti mereka akan dirilis pada waktu yang sama);
- Memiliki ukuran yang sama dan TDP yang sama atau identik;
- Ketika membandingkan semua spesifikasi mereka, mereka berbeda terutama atau hanya dalam MHz (kecepatan clock) atau jumlah core.
Jika pernyataan ini benar untuk setiap dua CPU - misalnya, Intel Xeon E3-1270v3 vs Intel Xeon E3-1275v3 - maka membandingkannya hanya dengan MHz dan / atau # Cores dapat memberi Anda petunjuk perbedaannya. dalam kinerja, tetapi perbedaannya akan jauh lebih kecil dari yang Anda harapkan pada sebagian besar beban kerja.
Berikut adalah bagan kecil yang saya lakukan di Excel untuk menunjukkan kepentingan relatif dari beberapa spesifikasi CPU yang umum (catatan: "MHz" sebenarnya mengacu pada "clock speed", tapi saya sedang terburu-buru; "ISA" merujuk ke "Instruction Set Arsitektur ", yaitu desain CPU yang sebenarnya)
Catatan: Angka-angka ini merupakan angka perkiraan / rata-rata berdasarkan pengalaman saya, bukan penelitian ilmiah.
