ما الذي يحدد أداءالمعالج:
تردد المعالج
وقد سبق أن قلنا أنه لا يشترط أن يعني ذلك أن المعالج ذي التردد الأعلى يعطيأداء أكبر ، ولكن يكون هذا على شرط أن المعالج من نفس النوعية وبنفس المواصفاتالفنية فإذا أتينا بمعالج آخر له نفس المواصفات ولكنه يزيد عنه في التردد فإن هذايعني أنه أفضل أداء.
تردد الناقل الأمامي
كلما زاد تردد الناقل الأمامي FSB كلما أدى ذلك إلى مزيد من البيانات التيتنتقل من المعالج إلى الذاكرة الرئيسية )العشوائيةولذلك لو أتينا بمعالجين من نفس الصنف ومتشابهةفي المواصفات وبتردد 2.4GHz على سبيل المثال ، بحيث يكون أحدهما بتردد ناقل 400والثاني بتردد ناقل 533 فإن ذلك يعني أن المعالج الثاني يعطي أداء أكبر.
الذاكرة المخبئية
سواء كانت ذاكرة المستوى الأول(L1) أو المستوى الثاني(L2) أو المستوى الثالث (L3) في بعض المعالجات، فإن زيادتها يعني زيادة أداء المعالج ، وهذا يفسر الفرقالشاسع بين معالج Celeron-D الذي يعمل بذاكرة مخبئة من المستوى الثاني بحجم 256كيلوبايت ومعالج Pentium4 الذي يعمل بذاكرة مخبئية من المستوى الثاني بحجم 512كيلوبايت.
حجم الترانزستورات
ويقصد بها الحجم الذي صنعت وفقه ملايين الترانزستورات الموجودة في المعالجوتقاس بالماكيرون (1مم= مليون نانومتر) أو بالنانومتر وحاليا أشهر تقنيات التصنيعما بين 130 نانومتر و 90 نانومتر ، وكلما صغر حجم هذه الترانزستورات كلما ساهم ذلكفي إعطاء أداء أكبر ، كذلك استهلاكا أقل للطاقة وانبعاثا حراريا أقل ، وهذا منالناحية النظرية أما من الناحية العملية ومن خلال الاختبارات ثبت أن هذا الأمر ليسله تأثير كبير ، بل تأثير هامشي.
التعليمات Instructions
فيتميز كل معالج باستخدامه مجموعة من التعليمات التي تساهم في جعل المعالجينفذ تعليمات أكثر ، وتطور Intel تقنية SIMD مثل SSE و SSE2 و SSE3 بينما تطور شركة AMD تعليمات 3Dknow الموجهة خصيصا للتقنية ثلاثية الأبعاد ، وتمميز AMD بتضمينهاتقنية Intel بينما لا تقوم Intel بتضمين تقنيات AMD في معالجاتها.
التقنيات الفنية
هناك بعض التقنيات الإضافية التي تساهم في أداء المعالج تقومالشركات بتطويرها ، فعلى سبيل المثال تقنية HyerThreading في معالجات Pentium4 عبارة عن تقنية استغلال الجزء الفائض من قدرة المعالج للقيام بتعليمات أخرى ، بحيثيستمر المعالج بالعمل بطاقته الكاملة 100% مما ينتج عنه أداء أعلى ، وطورت AMD مقابل ذلك تقنية HyperTrasnport التي تساهم في زيادة التدفق ما بين الذاكرةوالمعالج وطقم الرقاقات وبشكل كبير جدا وهي تقنية لمعالجات AMD64.
وحدات حساب ومنطق ووحدات نقاط متحركة أكثر:
ولتحسين أداء الحساب، وضع مصنعو الرقائق وحدة حساب ومنطق إضافية، مما يعني نظريًّا القدرة على إجراء ضِعْف ما يجري من عمليات في نفس الوقت، والعديد من وحدات الحساب والمنطق في وحدة معالجة مركزية واحدة يعني إنهاء المهمات بسرعات أكبر كما لو أن عددًا يقوم بتنظيف أرضية حجرة بدلاً من واحد فقط.
وبالإضافة للعديد من وحدات وحدة المعالجة المركزية بدلاً من وحدة واحدة بالجهاز، دمجت شركة Intel وحدة لمعاجلة النقطة المتحركة (FPU / floating point unit) في وحدة المعالجة المركزية. هذه الوحدة تعالج حسابات الأرقام المتناهية الكبر والمتناهية الصغر، بينما تصبح وحدة الحساب والمنطق حرة لتعالج شيئًا آخر.
عظَّم سرعة الأداء مرة أخرى كل من شركتي (Advanced Micro Devices / AMD & Intel) عن طريق تنفيذ التعليمات تقريبًا بالتوازي زمنيًّا مع بعضهم البعض (آنيًّا)، إذ يحتاج تنفيذ تعليمة ما لعدد من الخطوات المنفصلة من جلب وترجمة على سبيل المثال، وفي الأصل ينبغي على وحدة المعالجة المركزية الانتهاء من تنفيذ تلك التعليمة في دورة كاملة قبل أن تشرع في تنفيذ التعليمة التي تليها، أما وقد تم إيجاد أكثر من خط معالجة – إن جاز التعبير – فإن دوائر منفصلة تقوم بهذه الخطوات المنفصلة. هذا يحرر الترانزستورات التي تعالج تعليمة ما لتصبح مستعدة لاستقبال وتنفيذ ومعالجة تعليمة أخرى بعدما انتقلت التعليمة السابقة منها إلى غيرها، فيما يشبه حركة أكثر من شخص على سلم واحد، فبينما يرفع أحدهم رجله لينقلها إلى الدرجة التالية ، تصبح نفس الدرجة خالية لرجل آخر، وهكذا.
إضافات أخرى حسَّنت كثيرًا من الأداء مثل "التنبؤ الفرعي" (branch prediction)، حيث يمكن تخمين أي خطوة فرعية قد يأخذها البرنامج. و"التنفيذ الحدسي" (speculativeexecution)، بمعنى تنفيذ ما تم التنبؤ به، كذلك القدرة على تنفيذ سلسلة تعليمات كاملة من البرنامج خارج ترتيبها وتسلسلها المعتاد بالبرنامج لتكون جاهزة التنفيذ وقت طلبها، وهو ما يسمى بـ "إتمام خارج التسلسل" أو (out-of-ordercompletion).
كل تلكم التحسينات التي طرأت على وحدة المعالجة المركزية زادت من سرعتها، وجعلت السرعة تقاس بالجيجا هرتز 1GHz. والعجيب في الأمر أن الاختبارات التي أجريت كشفت عن أن الطفرات التي طرأت على السرعة كانت طفيفة المردود، خاصة على البرامج المكتبية، والتي تعتمد بشدة على سرعة القرص الصلب وسرعة الذاكرة في النظام RAM، ولعل في هذا إجابة شافية - ولو بعض الشيء - عمّا يتم داخل وحدة المعالجة المركزية، إذ يعول الكثير عندما يشرع في شراء جهاز على الأرقام الكبيرة، دون النظر إلى مدى حاجته لتلك الأرقام، وهل هذه الأرقام الضخمة تعبر – حقيقة - عن سرعة مطلقة ؟! بمعنى، هل – فعلاً – "الجهاز" الذي تبلغ سرعة معالجه 600 ميجا هرتز مثلاً أسرع بالفعل من "جهاز" سرعة وحدة المعالجة المركزية به 500 ميجا هرتز؟ أم أن هناك متغيرات أخرى تتحدد من خلالها سرعة الجهاز وأداؤه ؟