Även om AMD’s PR-System är inte direkt någon nyhet är det långt ifrån alla som riktigt vet vad som ligger bakom systemet och varför det kom till i första taget. Därför bestämde vi oss för att gå igenom det en gång för alla. Detta också för att AMD har detta systemet på roadmaps och inte lär lägga av med det på ett bra tag. Det kom tillsammans med införandet av XP-processorerna, en PR-siffra istället för en MHz-siffra. Flertalet datorentusiaster verkar gå med på att en AMD på 1.8GHz (2200+) faktiskt är ungefär lika snabb som en Intel på 2.2GHz, även fast de har olika antal Megahertz. En del vet säkerligen också hur det kan vara så, men en stor del av alla som funderar på att skaffa en ny dator och inte vet så mycket kan nog ha mycket svårt att acceptera detta. Det är kanske inte så svårt att förstå, AMD har sina PR-siffror för att visa ungefär hur snabba processorerna är, med Intels mått, men det undanröjer inte faktumet att de faktiskt har färre svängningar per sekund (färre MHz). I den här lilla artikeln tänker jag förklara hur det egentligen kan vara så på detta sätt.
| Historia |
Under Thunderbird-perioden
var det inga problem alls att jämföra en AMD med en Intel, en Thunderbird
på 800MHz var i princip lika snabb som en Pentium 3 på 800MHz.
Allting var frid och fröjd, och ingen behövde tveka på vad
som var snabbare. AMD var dessutom först att passera 1000mhz-gränsen,
men när Intel släppte Pentium 4 så blev det dock stora problem,
eftersom AMD hamnade långt efter Intel i MHz räknat. AMD införde
därför ett PR-system där varje processor fick en "hastighetssiffra"
som visade hur snabb Pentium 4 den motsvarar. Detta gjorde naturligtvis att
en stor mängd datorköpare tänkte att AMD har hamnat på
efterkälken, och att de bara försöker fuska till sig köpare.
De kunde dock inte ha mer fel. Som en liten parantes kan jag nämna att
ett PR-system faktiskt användes av VIA till Cyrix betydligt tidigare.
| Anledning |
Eftersom den
enda siffran man hört på en processors prestanda är hur
många svängningar per sekund den kan göra, Megahertz, är
det naturligt att bara jämföra den siffran. Detta gick bra fram
till Pentium 4 eftersom de då var likvärdiga vid samma antal
svängningar. 1=1, 100=100 och 1000=1000, inte
så svårt att förstå. Med PR-rating blir ekvationen
istället 1800=2200, vilket inte ser ut att stämma. Naturligtvis
så är det någonting som fattas, och det är hur många
instruktioner per svängning processorn kan genomföra, eller kort
och gott arbete. Megahertzsiffran säger alltså bara hur ofta
någonting blir gjort, inte hur mycket som blir gjort varje gång.
En dators prestanda mäts alltså egentligen med formeln Prestanda
= Arbete *Antal klockcykler. Tidigare har det inte varit något
problem, eftersom både AMD och Intel har haft samma arbete på
sina processorer, då blir formeln Antal klockcykler = Antal klockcykler,
och väldigt enkelt att acceptera.
| Problemet |
När man
utvecklar en ny processor finns det i princip två vägar att gå.
Antingen utvecklar man en processor med högre antal klockcykler, eller
en som utför mer per klockcykel (större arbete). Man kan säga
att värdet för en klockcykel blir mindre värt om man sänker
arbetet, men man kompenserar det med högre antal klockcykler. När
Intel utvecklade Pentium 4 gjorde de precis såhär, högre klockfrekvenser
(fler antal svängningar) och mindre arbete. Detta gjorde att AMD fick
en smäll i marknadsföringen, även fast deras processorer var
lika snabba. Då införde de PR-siffran, för att ge den vanliga
användaren någonting att jämföra med. Den har dock inte
blivit speciellt accepterad, eftersom de flesta bara känner till den
första delen av ekvationen; Antal klockcykler = prestanda.
| Beräkningar |
Tidigare var
som sagt MHz=MHz eftersom arbetet var samma, egentligen var 1*A=1*A
och 10*A=10*A, men värdet på A försvinner eftersom
det är samma på båda sidor. A är alltså hur många
instruktioner (hur mycket arbete) som blir gjort varje klockcykel. För
enkelhetens skull kan vi säga att A=1. När Pentium 4 kom
ändrades värdet på A till ca 0.85, och därmed
stämmer inte ekvationen längre, eftersom AMD hade kvar värdet
1 på A.
För att göra det enklare att räkna antar vi att Pentium 4 har
värdet 1 på A, för att sedan ta fram AMD’s värde på
A via en tabell. Anledningen till att vi har delat upp de i olika kategorier
är att olika FSB/Cache/Kärna kan påverka hur mycket arbete
den gör per klockfrekvens. Palomino och Thouroughbred är dock likvärdiga
i den första tabellen.
| Palomino/Thoroughbred, 266MHz FSB, 128KB L1, 256KB L2 |
I tabellen nedan
är värden på kända processorer införda, både
PR och MHz. Sedan divideras PR-rating med antalet MHz för att få
fram A.
|
PR
|
MHz
|
Arbete
|
UPR
|
|
1700
|
1470
|
1,1564
|
1753
|
|
1800
|
1530
|
1,1764
|
1825 |
|
1900
|
1600
|
1,1875
|
1909
|
|
2000
|
1667
|
1,1976
|
1992
|
|
2100
|
1733
|
1,2117
|
2067
|
|
2200
|
1800
|
1,2222
|
2147
|
|
2400
|
2000
|
1,2000
|
2386
|
Som synes är
inte värdet på A konstant, vilket är väldigt underligt.
Detta kan mycket väl bero på att AMD fuskar lite för att få
jämna steg i PR-ratingen. Om vi tar ett medelvärde på alla
A så blir det 1,193174. Klockfrekvensen * 1,193174 visas
i UPR (Uträknat PR), och här ser vi att skillnaderna inte är
större än att AMD kan ha förenklat bort de. Observera alltså
att värdet på A varierar med olika klockfrekvenser, och därmed
finns det ingen enkel formel för att räkna ut hur snabb Pentium
4-processor en Palomino/Thoroughbred, 266MHz FSB, 128KB L1, 256KB L2 processor
motsvarar.
| Thoroughbred, 333MHz FSB, 128KB L1, 256KB L2 |
I tabellen nedan
är värden på kända processorer införda, både
PR och MHz. Sedan divideras PR-rating med antalet MHz för att få
fram A.
|
PR
|
MHz
|
Arbete
|
UPR
|
|
2600
|
2083
|
1,2482
|
2594
|
|
2700
|
2170
|
1,2442
|
2703
|
|
2800
|
2250
|
1,2444
|
2802
|
Här ligger
värdet på A mycket bättre, och förenklingarna gjorde
av AMD är helt accepterbara för att få jämna steg i PR-ratingen.
Medelvärdet på A blir här 1,245628, och värdet
på UPR är klockfrekvensen * 1,245928. Det är dock lite
för få modeller för att dra en direkt slutsats, men om PR-siffran
stämmer tar man klockfrekvesen*1.246 för att få fram
hur snabb Pentium 4 processorn motsvarar.
Summan av kardemumman
är alltså att Megahertz inte är den enda faktorn som avgör
hur hög prestanda en processor har. Det är en av de två viktiga
faktorerna, men hur mycket arbete som görs varje klockcykel är även
den väldigt prestandastyrande. Anledningen till att arbetet har ändrats
är att Intel och AMD tog två olika spår under utvecklingen
av Pentium 4 och AMD XP. Intel valde att göra mindre arbete oftare, medan
AMD gjorde precis motsatsen. Dessa är de två huvudvägarna
att gå när man utvecklar en ny processor. En enkel ekvation för
att få fram prestandan på en processor är Prestanda = Antal
MHz * Arbete. Även fast AMD fått ta mycket kritik för deras
PR-system är det svårt att hitta något bättre alternativ
för att kontra Intels höga men ineffektiva klockfrekvenser. PR-märkningen
är alltså ett mått på hur snabb processorn är
i jämförelse med Intel, siffran visar alltså vilken klockfrekvens
den motsvarande Pentium 4 processorn skulle ha om de gör samma mängd
arbete per klockcykel. Det är i sig bara ett tal, men ger en stor del
av den informationen som behövs för att jämföra en Intel
och en AMD med varandra. Genom att räkna ut A för olika processormodeller
kan vi se att det gav ett hyfsat prestandalyft att gå över från
266 till 333MHz FSB, hur mycket extra det ger med mer cacheminne återstår
att se då Barton inte finns ute offentligt än.
-
Megahertz är
inte det enda som avgör hur snabb en processor är. Det är en
kombination av antalet Megahertz och hur mycket arbete som görs varje
klockcykel. - När du
utvecklar processorer gör du antingen mycket arbete få gånger
per sekund, eller mindre arbete fler gånger per sekund. -
Prestanda
= Antal MHz * Arbete. -
AMD’s
PR-märkning är ett mått på hur snabb processorn är,
ifall både Intel och AMD skulle ha göra samma mängd arbete
per klockcykel. -
PR-systemet
är till för att vanliga människor snabbt och enkelt ska kunna
jämföra AMD och Intel på ett relativt rättvisst och
korrekt sätt. -
Genom
att räkna ut A för olika processormodeller kan vi också
se att det ger ett prestandalyft genom uppgraderingen från 266 till
333mhz FSB, hur mycket extra det ger med mer cacheminne återstår
att se då Barton inte finns ute offentligt än.
Leave a Reply