CPU功耗测量_计算机硬件和网络_IT /计算机_数据

关于CPU功耗的讨论，我绝对比IT人员更. 关于这个微博: 最近真的是空的. 我看到有人在玩x86与手臂功耗性能比较，然后是一篇简单的功耗科学文章. （可能需要10分钟才能完成阅读. ）既然已经提到了功耗比较（从功耗到性能功耗比，效率和其他指标），有必要再次提醒一些功耗比较的先决条件，说这是另一个提醒，因为实际上很都知道这个问题，但是经常在使用中无意中忽略了这个问题，我会在这里写一些更多的信息，希望大家会更深刻地记住它. 这只是一个博客聊天，我不会验证详细数据，让我们解释一下这个概念. 核心问题是: CPU功耗指标一团糟，运行不同软件时CPU的功耗也不同. 那么，您如何称呼标称功耗指数？每个公司的功耗值如何测量？谁都知道，英特尔一直将TDP功耗数据用于标称CPU功耗. 所谓的TDP，英文全称Thermal Design Power，实际上是指散热设计功耗，即系统设计中必须具备的散热能力值. 换句话说，英特尔告诉他的客户，我的CPU可能产生的最大热量（即功耗）将达到该值. 因此，Intel提供的功耗数据是一个极高的上限，这是CPU在极度满负荷运行时的功耗.

我估计，如果有人测量的功耗大于英特尔的标称值，那么他们应该可以向英特尔索赔. 在CPU IP行业中，由于各种条件和限制（例如，在IP交付时尚不知道具体的过程实现），习惯使用其他功率测量方法，不仅是ARM，MIPS和其他CPU. . 知识产权公司也是如此. 只要找到一个更通用的程序来运行，然后在这种情况下报告功耗数据即可. 多年以来，根据不成文的规则，业内每个人都使用Dhrystone作为测试软件. 这种可怜的Dhrystone在被所有人使用时遭到所有人的责骂. 它的最新版本2.1也是在1988年. 显然，即使是作者，也失去了对其进行维护的兴趣. 奇怪的是它仍然如此长寿且惯性. 功率！回到功耗主题，由于我们讨论了Intel和ARM的功耗，因此我们以ARM为例. ARM的所有标称功耗值均指: （1）（2）片）. 运行Dhrystone程序的过程中内核的平均功耗；除非另有说明，否则测量是在计算机模拟环境中进行的（因为ARM不出售芯片，也不具有诸如实际芯片和系统的实际功耗之类的功耗数据. 显而易见的是，由于运行的程序不同，因此功耗肯定也不同.

问题是，在正常情况下，实际功耗是大于还是小于ARM标称值？我不敢在这一点上得出绝对的结论. 我只能说在正常情况下，实际功耗会大于标称功耗！功耗变化的原因很多，例如（但不完整）: （1）不同ARM芯片的物理实现本质上是不同的（从前端约束到后端设计再到处理），即使相同的内核，不同的家族芯片的功耗性能也将相差很大. （2）Dhrystone是一个相对“更轻”的程序（这就是为什么它被批评为不适合用作现代CPU的测试向量的原因）. Dhrystone在CPU上的负载很小，因此自然而然相应的功耗也相对较小； （3）特别是Dhrystone自己的指令和数据太小，基本上都安装在L1高速缓存中，因此CPU在操作过程中基本上不需要与内存进行吞吐量交互，这一点无论从性能测试或功耗测试，这是一个很大的不足. 我们知道，CPU和内存之间的交互一直是现代CPU的性能瓶颈和主要的能源消耗. 但是，这种功耗数据并不是ARM旨在美化其低功耗的声誉. 实际上，MIPS和其他同行也这样做. 它们都应在各自的材料中以小字体标记，哈哈. 作为“参考”指标，这不是问题，但是每个人都应该记住，这只是一个相对的“参考”指标，而不是绝对值.

因此，使用它时要小心. 与大多数实际应用方案相比，Dhrystone测试对CPU的压力较小. 通常，在实际系统中，芯片公司不会提供单个CPU的功耗值，但意义不大. 有所有芯片，您只关心整个芯片的功耗. 在许多评估报告中，ARM官方网站的性能和功耗值直接应用于Tegra等芯片. 这是非常错误的. 无论功耗或性能如何，ARM提供的仿真数据与芯片的实际数据都会有一定的差异. 例如，A9性能的官方评级为2.5 DMIPS / MHz. 据我所知，没有A9芯片可以实际达到2.5 DMIPS / MHz. 2.3是我到目前为止所看到的最高测量分数. . 原因与功耗测量中的问题有些相似. DMIPS / MHz正是此Dhrystone测试向量所做的. 在Dhrystone测试中，高分和低能耗是一种非常普遍的现象-指DMIPS / MHz运行非常高的分数，但是实际的处理器性能是中等的. 有关Dhrystone的两个问题每个人都需要注意: （1）（2）Dhrystone自身的设计缺陷；欺骗性优化. 关于Dhrystone的缺点的短篇文章很多，主要有以下内容: （1）Dhrystone仅涵盖有限的整数运算和字符串处理，这对于现代CPU测试显然是不完整的，甚至可以说非常不足. 从技术角度来看，应该早日消除它； （2）Dhrystone的大小太小，程序仅约10KB，数据约10KB. 已经安装了当前处理器的L1缓存配置，这已经绰绰有余，完全没有测试过CPU的内存系统，也没有接触过L2.

所谓的欺骗性优化是因为Dhrystone本身是一块开源代码，没有任何独立的第三方设置以及认证测试方法和结果，并且所有人都在谈论它. 这样，在将源代码编译成可执行代码的过程中，有无数的技巧可以美化Dhrystone测试结果. 无论使用库函数代码有多花招，仅在编译器上，现代RISC编译器就可能具有数十或数百个优化组合. 相同的代码以不同的优化趋势进行编译，并且某个索引可能很差. 增长50％. 例如，对于具有不同优化的同一CPU内核，其DMIPS / MHz可能会降低50％. 在正常情况下，使用Dhrystone的一个不成文的约定是可以使用一些优化选项，但不能使用太多（细节未显示）. 因此，同一家公司自己产品系列的测试结果的相对性应该具有比较价值，而不同公司产品之间的比较却很奇怪，因为许多比较的前提可能不一致. 因此，真正的科学比较应该采用实际的硬件平台，并对直接PK使用相同的测试向量. 但这很难做到. 另外，最后一点是功耗指标本身不是很合适. 使用能源或效率更为科学；但是出于同样的原因，由于功耗数据更易于获取，更直观，更受欢迎，因此更加受欢迎.

功耗和能量（功率与能量）的观点很容易理解. 具有低功耗指标的处理器，如果效率不高且完成计算所需的时间太长，那么从能源角度来看，它并不是真正的“低功耗”. 与性能测试中的欺骗性优化类似，单侧功耗测试中还有欺骗性优化的空间. 上一张图片显示了欺骗性低功耗优化的更极端示例. 我希望您不要反感: A是它比B更高效，更节能，但是，如果仅查看功耗指标，不幸的是B看上去比A更好. ”，这似乎帮助英特尔说出了许多好话，但确实不能帮助他们在移动市场上的表现. 在特定的应用中，能源效率很重要，但总功耗是另一条红线. 英特尔，快去吧，来吧.

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