Оценка того, как частота процессора влияет на производительность ввода-вывода

Question

Я занимаюсь исследованием специализированного программного обеспечения ввода-вывода , которое будет работать на потребительском оборудовании.По сути, это сводится к сохранению огромных потоков данных для последующей обработки.Сейчас я ищу модель для оценки факторов производительности на x86 .

Возьмем, к примеру, новый Macbook Pro :

высокоскоростная технология ввода / вывода Thunderbolt обеспечивает потрясающую скорость передачи 10 гигабит в секунду в обоих направлениях

1.25 GB/s звучит неплохо, но большинство процессоров дня работают на всех 2 Ghz.Несколько ядер не имеют большого значения, если только одно может быть назначено для каждого сетевого канала.

Таким образом, даже если программное обеспечение действует как миниатюрная операционная система и ограничивается сетевыми / дисковыми операциями, объем данных, передаваемых в хранилищене может быть больше, чем P / (2 * N) ^[1] чанков в секунду.Хотя это намекает на грубое ограничение производительности, я чувствую, что оно далеко не адекватно.

Какие другие соображения следует принять для оценки производительности ввода-вывода в отношении частоты процессора и других аппаратных особенностей? Для простотыради, здесь предположим, что память работает мгновенно при любых обстоятельствах.

[1] P - частота процессора; N - издержки алгоритма

Answer 1

Аппаратными ограничивающими факторами, вероятно, являются производительность шины ввода-вывода, скажем, PCIe , а в последнее время - тактовые частоты FSB , поскольку контроллеры памяти переходят с северный мост до самих процессоров .

Затем, конечно, вы должны выяснить, какую обработку вы должны выполнить на входе, и какую работу нужно произвести для вывода. Они, по крайней мере для обычного программного обеспечения, работающего на CPU, зависят от тактовой частоты процессора, но не только. Написание кода с использованием аппаратных средств, таких как кеширование, параллелизм на уровне команд и т. Д., Все еще остается черным искусством, но может дать вам прирост производительности на порядок.

В основном я ругаюсь о том, что не все программное обеспечение создано одинаково, и вы, вероятно, хотите принять это во внимание.

Answer 2

Скорее всего, контроллеры жесткого диска будут определять производительность ввода-вывода жесткого диска, графические карты будут определять максимальное разрешение и производительность ввода-вывода обновления и т. Д. Не совсем понимаю вопрос, процессор все меньше и меньше вовлечен в подобные вещи (ну, это было в течение последних 10 лет).

Я сомневаюсь, что этот вопрос будет иметь отношение даже к процессорам со встроенными графическими процессорами, поскольку буфер для вывода на экран находится во внешней памяти, разделяющей шину с (опять же) контроллером на материнской плате.

Все это буферизовано, поэтому я могу видеть, как процессоры влияют на производительность файлов, если вы как-то принудительно заставите размер аппаратного буфера до чего-то безумно маленького. Изменить: и я уверен, что Apple будет мешать вам делать такие вещи. ;)

В частности, для Thunderbolt речь идет о минимальной модели процессора, которая поддерживает скорости шины, требуемые для версии набора микросхем Thunderbolt, установленной на данном компьютере.

Thunderbolt - это система обработки необработанных данных, и характеристики производительности являются потенциальными максимумами, следовательно, все звездочки в спецификациях Apple. Я полагаю, что это действительно устранит узкие места и в целом обеспечит беспроблемную интеллектуальную перетасовку данных при одновременном выполнении множества задач.

Процессор будет простаивать в течение более короткого времени для необходимых данных, но скорость обработки данных остается той же. При воспроизведении или создании фильма время обработки кодека будет таким же, но вы все равно почувствуете увеличение / отсутствие задержки, потому что данные есть там, где они нужны. Для ввода-вывода узким местом станет скорость чтения / записи вашего жесткого диска, а узкое место ЦП (для операций копирования файлов, вероятно, по крайней мере, некоторый код в Finder) останется прежним.

Другими словами, только задачи с интенсивным использованием ЦП, такие как, например, кодирование фильмов, значительно выиграют от более быстрого ЦП, в то время как преимущества Thunderbolt по сравнению с сочетанием интерфейсов улучшат машины как с медленными, так и с быстрыми ЦП.