Wie viel Energie verbraucht der Cache-Speicher in einem modernen Prozessor? [geschlossen]

Welchen Anteil (im Durchschnitt oder Bereich) des gesamten Energieverbrauchs des Prozessors verbraucht das Cache-Subsystem in modernen Prozessoren (z. B. nach 2009)?

0 < CachePwr < 100 %
Warum fragst du das? Dies ist eine unglaublich schwierige Frage, die allgemein zu beantworten ist, da „ein moderner Prozessor“ immer noch mindestens zehn verschiedene SRAM-Designs betrifft.
Wenn Sie keine konkrete Workload-Idee und keinen konkreten Prozessor haben, kommen Sie der Antwort von Michael Karas am nächsten. Selbst wenn Sie das genau wissen, wird die Antwort aus einer Simulation oder einem experimentellen Lauf stammen.
Caches verbrauchen 16 % bzw. 30 % der Gesamtleistung in Alpha 21264 und StrongARM. Der L2-Cache verbraucht sowohl in Niagara als auch in Niagara-2 etwa 24 % der Gesamtleistung. Hier ist die Referenz . Dies ist eine gültige Frage und kann erneut geöffnet werden; viele Papiere präsentieren diese Daten.

Antworten (2)

Ich habe keine numerische Antwort, aber Sie können sich einen Eindruck von der folgenden Intel-Präsentation von Ivy Bridge verschaffen .

Zuerst das Foto des Würfels eingefärbt nach Funktionsbereichen:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Bereich rechts neben den (grünen) Kernen ist der L3-Cache (LLC = Last Level Cache, in Intelspeak). Dann sind hier die IREM-Fotos (Infrarotemission, also Wärme) des Stempels:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich nehme an, wenn Sie die (unveröffentlichte) Temperaturskala kennen, könnten Sie die relative Leistung der Bereiche zurückentwickeln. Es gibt ein vollständiges Video des Vortrags auf YouTube , aber es fügt nicht viele Informationen zu dieser speziellen Frage hinzu. Ein interessanter Leckerbissen ist, dass die Leistungsebene der Kerne mit einem Gate versehen ist, der L3-Cache jedoch nicht. Wenn der Chip also fast vollständig ausgeschaltet ist, scheint der L3-Cache die meiste Energie zu verbrauchen.

Sehr schwer zu beantwortende Frage, da sie wie die meisten Prozessormetriken von der tatsächlichen Arbeitslast abhängt. Wenn wir uns diesen Die-Shot eines Intel i7 ansehen, können wir sehen, dass der L3-Cache etwa 30 % der Fläche ausmacht, und ich schätze, dass die sehr regelmäßigen Strukturen am unteren Rand jedes Kerns der L2- und der L1-Cache sind. Damit liegt der Cache bei etwa 50 % der Fläche. Grob geschätzt werden also 50% der Leistung verbraucht.

Dies hängt wiederum von der Arbeitsbelastung ab. Es ist möglich, 3 der 4 Kerne herunterzufahren, während der L3-Cache aktiv gehalten werden muss. Einige Workloads (viel Task-Swapping) sind anfällig für Cache-Flushing und die Kerne werden die meiste Zeit blockiert, während der Cache arbeitet.

Allerdings befindet sich der größte Teil des Caches zu jedem Zeitpunkt im Leerlauf, sodass das bloße Aufbewahren von Daten weniger Energie verbraucht als das Ändern des Zustands. Eine rechenintensive Last zieht viel mehr aus den Kernen als aus dem Cache. Ich würde den Cache auf 25 % des Stromverbrauchs schätzen, wenn alle vier Kerne belastet sind.

(Intel wird seine eigenen Designschätzungen für diese Zahlen haben, die Geschäftsgeheimnisse sein werden. Es ist ziemlich schwierig, sie separat zu messen , selbst wenn der Chip entkappt wird, aber die Simulation sollte ihnen vernünftige Zahlen liefern.)

Wie viel Energie verbraucht der Cache-Speicher in einem modernen Prozessor? [geschlossen]
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