Procesora takts frekvences ietekme uz veiktspēju daudzuzdevumu režīmā

Abstract

Šajā darbā tiek pētīta procesora takta frekvences ietekme uz veiktspēju daudzuzdevumu vidē. Galvenā uzmanība tiek pievērsta veiktspējas testa izveidei un tā testēšanai uz reāla datora, lai iegūtos datus varētu salīdzināt ar citu etalonparbaudes testu rezultātiem. Lai nodrošinātu precīzu un atkārtojamu veiktspējas mērījumu, izstrādātais veiktspējas tests ietver sekojošus testus: aritmētiskās operācijas ar veseliem skaitļiem, darbības ar peldošā punkta skaitļiem, zaru prognozēšanas tests, kas izpilda apstākļota izteikuma lēmumus ar gan viegli prognozējamu, gan nejaušu izkārtojumu, kešatmiņas veiktspējas tests, kurā dati tiek pieprasīti no lielas datu struktūras ar dažādiem soļu lielumiem, daudzpavedienu tests, kas izmanto paralēlas pavedienu darbības, lai maksimāli noslogotu visus kodolus, un SIMD (AVX) tests, kas izmanto AVX instrukcijas vektorizētiem aprēķiniem. Mērījumu veikšana ietver izpildes laika mērījumus, kas tiek veikti ar augstas precizitātes taimeriem, enerģijas patēriņu un rezultātu vizualizāciju, saglabājot datus .csv failā. Veiktspējas testa dati tiks salīdzināti ar citu etalonparbaudes testu, piemēram, Geekbench rezultātiem, lai analizētu procesora takta frekvences un arhitektūras ietekmi uz reālo veiktspēju.

This work investigates the impact of processor clock frequency on performance in a multitasking environment. The main focus is on the design of a performance test and its testing on a real computer, so that the data obtained can be compared with the results of other benchmark tests. In order to provide an accurate and repeatable performance measure, the performance test developed includes the following tests: Arithmetic operations on integers, floating point operations, a branch prediction test that executes adverbial expression decisions with both easily predictable and random layouts, a cache performance test that queries data from a large data structure with different step sizes, a multithreading test that uses parallel thread operations to maximise the load on all cores, and a SIMD (AVX) test that uses AVX instructions for vectorised computations. Measurements include runtime measurements taken with high precision timers, power consumption, and visualisation of the results by saving the data in a .csv file. The performance test data will be compared with the results of other benchmark tests, such as Geekbench, to analyse the impact of processor clock frequency and architecture on real performance.