ใน Prime95 เหตุใด FFT ขนาดเล็กจึงสร้างความร้อนสูงสุดถึงแม้ว่า CPU จะอยู่ที่ 100% สำหรับตัวเลือกทั้งหมด

ฉันเพิ่งสร้างSkylake PCใหม่และฉันจะได้เห็นการโอเวอร์คล็อกเล็กน้อยด้วย Prime95 เป็นเครื่องมือทดสอบความเครียด

มันใช้งานได้ดีในการใช้งานปกติ แต่ด้วย Prime95 ฉันสังเกตเห็นการควบคุมปริมาณ CPU เล็กน้อยภายใต้การโหลดบางอย่าง

หากคอร์ทั้ง 4 คอร์ (8 เธรด) ติดขัดที่ 100% ไม่ว่าทำไมการตั้งค่า FFT ขนาดเล็กใน Prime95 ถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าตัวเลือก 'เบลนด์'?

รหัส Vectorized โดยเฉพาะอย่างยิ่ง AVX นั้นจะเพิ่มความร้อนของ CPU ให้สูงขึ้นเนื่องจากโปรเซสเซอร์ต้องทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเพื่อดำเนินการตามคำแนะนำเหล่านี้ FFT ขนาดเล็กต้องการหน่วยความจำน้อยกว่าโหมดผสมผสานดังนั้นโปรเซสเซอร์ใช้เวลาประมวลผลข้อมูลมากขึ้นและใช้เวลาน้อยลงในการรอข้อมูล

• สถาปัตยกรรม x86-64 มอบความสามารถในการประมวลผลเวกเตอร์ที่ครอบคลุมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโปรเซสเซอร์ล่าสุด การประมวลผล Vector อนุญาตให้แอปพลิเคชันดำเนินการทางคณิตศาสตร์กับรายการข้อมูลหลายรายการพร้อมกันและถูกใช้โดยแอปพลิเคชันที่ใช้งานแบบคำนวณใหม่ ๆ จำนวนมากเพื่อเพิ่มปริมาณงานในการประมวลผล

• รหัส Vectorized โดยเฉพาะคำแนะนำAVX ที่ใช้โดย Prime95 ต้องการตัวประมวลผลเพื่อทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่าปกติ สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานและความร้อนมากกว่าสิ่งที่มีประสบการณ์ภายใต้ภาระงานปกติ ด้วยเหตุนี้Intel จึงเตือนว่าการโหลดแบบหนัก AVX อาจทำให้โปรเซสเซอร์ประมวลผลเค้นหรือไม่คงอัตรานาฬิกา Turbo Boost เต็ม (เชิงอรรถ 1):

  Intel® Advanced Vector Extensions (Intel® AVX) ได้รับการออกแบบเพื่อให้ได้ปริมาณงานที่สูงขึ้นสำหรับการดำเนินการจำนวนเต็มและทศนิยม เนื่องจากคุณสมบัติด้านพลังงานของโปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกันการใช้คำสั่ง AVX อาจทำให้ a) บางส่วนทำงานน้อยกว่าความถี่ที่กำหนดและ b) บางส่วนด้วยIntel® Turbo Boost Technology 2.0 เพื่อไม่ให้ได้ความถี่เทอร์โบสูงสุดหรือสูงสุด

  Intel อธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมในเอกสารทางเทคนิคนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันบันทึก:

  Intel AVX ได้รับการออกแบบเพื่อให้ได้ปริมาณงานที่สูงขึ้นสำหรับการดำเนินการจำนวนเต็มและทศนิยม การใช้คำแนะนำเหล่านี้อาจทำให้โปรเซสเซอร์ทำงานน้อยกว่าความถี่ TDP ที่ทำเครื่องหมายไว้ การลดลงของความถี่เหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากคำสั่ง Intel AVX กำลังแรงสูงต้องการแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเพิ่มเติม

  • ฉันเดาว่าทำไมการเพิ่ม V _coreเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับคำแนะนำ AVX คือหน่วยการดำเนินการ AVX นั้นซับซ้อนกว่าส่วนอื่น ๆ ของโปรเซสเซอร์ทำให้ขั้นตอนการส่งข้อมูลนั้นสอดคล้องกันซึ่งใช้เวลานานกว่าจะเสร็จสมบูรณ์ (ดูคำตอบสำหรับข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติมเกี่ยวกับท่อ และด้านอื่น ๆ ของการออกแบบโปรเซสเซอร์) ถ้าไปป์ไลน์เฉพาะช้าอัตรานาฬิกาสูงสุดของโปรเซสเซอร์ทั้งหมดจะถูก จำกัด เนื่องจากทุกขั้นตอนในไปป์ไลน์ต้องเสร็จสิ้นภายในแต่ละรอบนาฬิกา

  • ด้วยเหตุผลเดียวกันกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะเพิ่มความถี่สูงสุดที่สามารถทำได้เมื่อโอเวอร์คล็อก (ทรานซิสเตอร์สามารถสลับได้เร็วขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า) การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าช่วยให้มั่นใจได้ว่าขั้นตอนท่อยาวสามารถเสร็จสิ้นตรงเวลา

• โหมด FFT ขนาดเล็กใช้เฉพาะรายการข้อมูลขนาดเล็กที่สามารถใส่ในแคชของ CPU ได้ซึ่งแตกต่างจากโหมดผสมผสานที่ทำงานกับค่าขนาดเล็กและขนาดใหญ่ซึ่งอาจไม่พอดีกับแคช เนื่องจากการเข้าถึงหน่วยความจำช้าเมื่อเทียบกับการประมวลผลข้อมูลหน่วยประมวลผลจะใช้เวลาน้อยลงในการประมวลผลข้อมูลจริงในโหมดผสมผสานลดความร้อนออก FFT ขนาดเล็กไม่ได้เกี่ยวข้องกับทุกที่ที่อยู่ใกล้กับการเข้าถึงหน่วยความจำจำนวนมากส่งผลให้เกิดการทำงานจริงสำหรับ CPU เพื่อดำเนินการซึ่งจะเป็นการเพิ่มการใช้พลังงานและความร้อนออก