新しい世代のプロセッサが同じクロック速度で高速になるのはなぜですか？

あなたは、新世代のプロセッサが旧式のプロセッサと同じクロック速度でどのくらい速くできるかについて興味があるかもしれません。それは単に物理的なアーキテクチャの変化なのか、それとももっと何かなのか？本日のSuperUser Q&A投稿には、興味をそそられる読者の質問に対する答えがあります。.

本日の質疑応答セッションは、コミュニティ主導のQ&A Webサイトのグループである、Stack Exchangeの下位区分であるSuperUserの好意により提供されます。.

Rodrigo Senna（Flickr）の写真提供.

質問

SuperUserの読者agzは、同じクロック速度でなぜ新世代のプロセッサが速いのか知りたいのです。

たとえば、2.66 GHzデュアルコアCore i5が、デュアルコアでもある2.66 GHz Core 2 Duoよりも高速になる理由?

これは、より少ないクロックサイクルで情報を処理できる新しい命令のためですか？他にどのようなアーキテクチャ上の変更が含まれていますか?

同じクロック速度で新しい世代のプロセッサが速い理由?

答え

SuperUserの貢献者であるDavid SchwartzとBreakthroughが私たちのために答えを持っています。最初に、David Schwartz：

通常、新しい指示が原因ではありません。それは、プロセッサが同じ命令を実行するのに必要な命令サイクルが少ないからです。これには多くの理由が考えられます。

1. キャッシュが大きいと、メモリの待機に費やす時間が短縮されます。.
2. 実行ユニットが多いほど、命令に対する操作の開始を待つ時間が短くなります。.
3. 分岐予測が向上すると、実際には実行する必要がない命令を実行するために投機的に実行する時間が短縮されます。.
4. 実行ユニットの改善により、命令が完了するのを待つ時間が短縮されます。.
5. より短いパイプラインは、パイプラインがより早くいっぱいになることを意味します.

等々.

ブレークスルーからの回答が続きます：

最も確実な参照は、Intel 64およびIA-32アーキテクチャソフトウェア開発者マニュアルです。それらはアーキテクチャー間の変更を詳述しており、それらはx86アーキテクチャーを理解するための素晴らしいリソースです。.

ボリューム1から3Cまでを組み合わせてダウンロードすることをお勧めします（上のリンク先ページの最初のダウンロードリンク）。第1部2.2章には、必要な情報があります。.

この章にリストされている、CoreからNehalem / Sandy Bridgeのマイクロアーキテクチャーまでの一般的な違いは次のとおりです。

• 分岐予測の改善、誤予測からの迅速な回復
• ハイパースレッディングテクノロジ
• 統合メモリコントローラ、新しいキャッシュ階層
• より速い浮動小数点例外処理（Sandy Bridgeのみ）
• LEA帯域幅の改善（Sandy Bridgeのみ）
• AVX命令拡張（サンディブリッジのみ）

完全なリストは上記のリンクにあります（第1巻、第2.2章）。.

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