在许多任务中,G4 确实比奔腾 III 更快。例如,如果您运行 SETI@home 屏幕保护程序(它使用大量浮点计算对射电望远镜数据执行信号处理操作),一个运行在 500 兆赫兹(MHz)的 G4 将在大约一半的时间内产生一个结果集,而一个运行在 700 MHz 的奔腾 III 则需要更长时间。这是处理能力上的显著差异。
在创建微处理器时,设计人员需要做出数百万个决定。设计的一个基本限制是芯片上可容纳的晶体管数量,因此设计人员正在努力做出能够从这些晶体管中获得最佳性能的决定。设计人员可能还需要担心与旧指令集的向后兼容性以及迫近的发布日期。
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例如,英特尔 8080 处理器需要大约 80 个时钟周期才能将两个 8 位数字相乘。它之所以耗时如此之久,是因为在 8080 发布时,晶体管数量受到严重限制。今天的处理器通常可以在一个时钟周期内将两对 32 位数字相乘。过去与现在之间的区别在于晶体管数量——更多的晶体管允许在单个时钟周期内完成更多操作。
如果您查看 摩托罗拉的文档,它指出 G4 处理器具有以下特性:
- 两个整数单元
- 双精度浮点单元
- 向量单元
- 加载/存储单元
- 系统单元
- 分支处理单元
这些执行单元由一个128 位内部总线供电。G4 在 SETI@home 处理中获得大部分速度的特性是双精度浮点单元。G4 可以在每个时钟周期完成一次双精度计算,而奔腾 III 则不能。
G4 还具有一个有趣的向量处理单元。应用程序必须经过特殊编码才能利用向量处理器,这使得它们能够非常快速地执行某些数学运算。向量处理器同时对多块数据执行相同的操作。在 G4 中,向量单元可以在单个时钟周期内执行多达八个同步操作。这种处理能力使得 G4 在处理像 Photoshop 这样经过编码以利用向量处理的数学密集型应用程序时速度非常快。奔腾 III 也具有向量处理能力,但它没有 G4 强大。
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