Ich überlege, mir einen neuen tragbaren PC zuzulegen. Ich möchte den Stromverbrauch so gering wie möglich halten und gleichzeitig Batch-Jobs so schnell wie möglich ausführen können. Batch-Jobs kann ich im Allgemeinen parallelisieren, xargswenn das Verarbeitungsprogramm selbst nicht weiß, wie es die Vorteile von Multi-Core nutzen kann.
Ein Multi-Core-Chip mit niedriger Spannung scheint also recht attraktiv. Wenn jedoch ein Dual-Core-Chip den doppelten (minimalen) Stromverbrauch eines Single-Core-Chips haben soll, entscheide ich mich vielleicht eher für einen Single-Core mit einer höheren maximalen Taktfrequenz. Können Multi-Core-CPUs einen oder mehrere Kerne vorübergehend abschalten, um den Stromverbrauch zu senken?
Wie hoch ist der typische Stromverbrauchseinbußen beim Hinzufügen eines Kerns (oder 3 Kernen bei Quad-Core-Chips)? Und wie hoch ist im Gegensatz dazu der typische minimale Stromverbrauchseinbußen bei einer erhöhten Verarbeitungsgeschwindigkeit pro Kern? Mit „minimal“ meine ich, dass ich möchte, dass die Maschine so wenig Strom wie möglich verbraucht, wenn die CPU(s) auf die Mindestfrequenz herunterskaliert werden.
Antwort1
Heutzutage ist die Prozessortechnologie wirklich weit fortgeschritten. Wenn Sie einen Kern benötigen, können Sie ihn einfach auf einem Kern ausführen und die anderen parken (zumindest bei Intel-CPUs).
Der Grund für das Multicore-Computing liegt darin, dass bei einer gegebenen Architektur (z. B. Core i7), einem gegebenen Prozess (z. B. 45 nm) und einer gegebenen Ausbeute die Leistung am oberen Ende des Spektrums viel stärker als linear ansteigt, wenn Sie die Frequenz hochskalieren.
e.g. i3 processor: (**system** peak power)
i3-530 @ 2.93 GHz = 127 Watt
i3-530 @ 3.3 GHz = 133 Watt
i3-530 @ 4.4 GHz = 171 Watt
Beachten Sie, dass die Spitzenleistung des Systems und nicht die Spitzenleistung der CPU gemessen wird. Nimmt man die Leerlaufleistung des Systems (80 minus die ~5-7 Watt Leerlaufleistung, die die CPU verbraucht), erhält man eine Spitzenleistung der CPU von etwa 54-100 Watt. Von 2,9 GHz auf 4,4 GHz zu gehen bedeutet eine Übertaktung von ~50 %, aber die Leistung verdoppelt sich fast.
Bei den meisten heute verkauften CPUs für den Endverbraucherbereich liegt die Frequenz auf einem ziemlich niedrigen Niveau (z. B. 2,93 GHz und mehr), sodass eine moderate Übertaktung im Allgemeinen keine große Steigerung der Spitzenleistung bewirken würde. Am oberen Ende des Spektrums (Markt der enthusiastischsten CPUs) bewegen Sie sich jedoch in den steileren Teil der Kurve.
Multicore-CPUs liefern eine relativ lineare Leistungssteigerung (normalerweise 0,6–0,7x pro zusätzlichem Kern) bei einem normalerweise geringeren Stromverbrauch.
Alles in allem führt eine geringere Frequenz und mehr Kerne im Allgemeinen zu einer besseren Leistung bei einer gut parallelisierten Aufgabe.
PS <Rant>Wenn Sie ein Problem hätten, müssten Sie darüber nachdenken, es zu parallelisieren, damit es einigermaßen funktioniert. Ein tragbarer PC wäre vielleicht nicht die Lösung. Wie wäre es, wenn Sie eine Verbindung zu einem stromhungrigen Computer zu Hause herstellen, um ein paar Zahlenverarbeitungsvorgänge aus der Ferne durchzuführen?</Rant>
Antwort2
Heutzutage gibt es ohnehin kaum noch Single-Core-Prozessoren. Wenn man sichIntels Specfinder, werden Sie feststellen, dass ein Core 2 Solo deutlich weniger Strom verbraucht (siehe max. TDP) als ein Quad-Core i7, aber ein Dual-Core Core i7 UM mit niedriger Spannung verbraucht nur wenig mehr als der Core 2 Solo und ist deutlich schneller. Single-Core-Prozessoren lohnen sich heutzutage nicht mehr.
Alle modernen Prozessoren können Kerne abschalten und in einen Energiesparmodus wechseln. Intel-Prozessoren nennen dies SpeedStep. Im Grunde läuft der Prozessor dabei mit einer viel niedrigeren Taktfrequenz und nur dann mit einer höheren Taktfrequenz, wenn diese Prozessorleistung tatsächlich benötigt wird.