CPUの早さ

下のcpuを早い順に並べてください。全部のメモリが同じでクロックなどもすべてが同じだとします。

pentium
pentium 2
pentium 3
pentium 4
celerom m
pentium m
core duo

No.5 ベストアンサー 回答者： ymda 回答日時： 2006/05/30 03:09

＃４です。

次の条件も加えてみました。
・L1キャッシュはすべて16kバイトまたは12μopsと仮定
・L2キャッシュは存在するものであれば最も最小容量とする
・わかる範囲でコアも記述する
・32bitコードが実行可能なOSのみ仮定
・デュアルコア・HTは有効とする

・Core duo (L2 2M Dual FSB667MHz)
・Core solo (L2 2M FSB667MHz)
・Pentium M (L2 2M FSB400MHz)
・Pentium D(L2 1M Dual FSB800MHz)
・Celeron M (L2 1M FSB400MHz)
・Celeron D(L2 1M Dual FSB533MHz)
・Pentium 4 (プレスコット以降 L2 512k HT FSB800MHz)
・Pentium 3-S (L2 512k FSB133MHz)
・Pentium 3 (コッパーマイン以降 L2 256k FSB100MHz)
・Celeron (プレスコット以降 L2 256k FSB400MHz)
・Pentium 4 (L2 512k RIMM使用 FSB400MHz)
・Pentium 3 (L2 半速512k FSB100MHz)
・Pentium 4 (L2 512k FSB400MHz SDRAM使用)
・Pentium 2 (L2 半速512k FSB66MHz)
・Celeron 300AMHz (L2 等速128k FSB66MHz)
・Pentium Pro (L2 等速256k FSB66MHz)
・Celeron 300MHz (L2 なし FSB66MHz)
・MMX Pentium (L2 外部 256k FSB66MHz/60MHz)
・Pentium (L2 外部 256k FSB66MHz/60MHz/50MHz)
・i486 (L2 なし FSB20/33Mhz)
・80386 (L1 L2 なし FSB=CPUクロック)

L2に関しての説明ですが・・・
・記入なし：256bit以上でのCPUクロックとの等速接続
・等速：64bitでのCPUクロックと等速接続
・半速：64bitでのCPUクロックの半分の速度で接続
・外部：64bitでのFSB速度での接続

その他、＃４がこの順番になった理由として・・・
・PentiumM/CeleronMでワット比率（クロック比率ともいう）による処理能力が飛躍的に向上している。これはCoreシリーズにも受け継がれている
・PentiumDまではPentium Proとほとんどかわらないアーティクチャーであった。
・Pentium2は、Pentium Proよりわずかに遅い
・Pentium3は、FSBを考慮しないと、Pentium2より遅くなる
・Pentium4は、RIMMやDDRメモリがあるおかげで実は早かった。
・Pentiumは内部アーティクチャーの大幅改定により、クロック比で高速になっている
・80286は80386より実は早いものであった。(16bitコードでのベンチ）
・80386はi486より実は早いものであった。
・Pentium Proは32bitで動作させる前提の初のCPUなので、16bitコードに関しては無視されていた。
（Windows 95/98/Meは16bit OSであると認識してください)

No.4 回答者： ymda 回答日時： 2006/05/29 02:34

どうしても並べるのであれば、以下の条件をつけます。

・CPUクロックは同一と仮定
・メモリの速度は関係ないものとする。
・L1、L2キャッシュは、すべて０と仮定する。
・コアはもっとも初期に出たものとする。
・MMXやSSE等拡張機能は無視する
・デュアルコアは使用しないものとする。
・Cereron D/Cereron M 以外のCeleronは省略する

・Core solo
・Core Duo
・Pentium M
・Celeron M
（この間で大幅にかわります）
・Pentium D
・Celeron D
・Pentium Pro (150MHz-200MHz)
・Pentium 2 (233MHz-450MHz)
・Pentium 3 (500MHz-800MHz)
・Pentium 4 (1.4GHz-2.0GHzぐらい)
・MMX Pentium (166MHz-200MHz)
・Pentium(60MHz-133MHz)
（この間で1.5倍近く違います）
・80286 (16bit only)
・80386
・i486
・80186 (16bit only)
（2倍ぐらいの違い）
・8086 (16bit only)

なお、16bitアプリで比較すると、Pentium Proは、Pentiumより下位になります。

No.3 回答者： parts 回答日時： 2006/05/28 22:12

周波数を同一にする意味はないでしょう。

何せするのは現実として無理がある。

さらに言えば、
同じ名称のプロセッサでも初期と後期で仕様が違います。P5（Pentium）はコードネームがP5～Tillamookと8種類あり。その間にプロセスが0.8マイクロメートルから0.25マイクロメートルへ、MMX拡張命令の実装と変化しています。同じ世代でも性能が異なるのですよ。しかも、最適化の仕方も違う。
この世代はスーパースカラ型になった第一世代になる。2パイプ（VとUパイプ）で同時に2命令発行。

Pentium2はP6系でPentium3に掛けて同一の技術を継承しています。μop（μオペレーション）を採用。P6世代で技術の大幅な拡張なしにPentium3という名前になった理由は、Streaming SIMD Extensions（SSE）を実装したことによる。opの改善でIPCは3へ、SIMDの強化で対応ソフトでは飛躍的にマルチメディア処理が向上。

ここまででも、既にソフトウェア面でのP6やSSEへの最適化が行われる必要が生じています。要は、既に使うプログラミングの手法（コンパイル手法）が変わっているのです。

Pentium4は既に4世代、派生のDualCoreも含めれば6世代以上が存在します。
Willamette（SSE2/FSB400MHz）→Northwood（HyperThreadingの実装/FSBの拡張）→Prescott（64bit/SSE3/Virtualization Technology/NX-bit/NetBurst基本設計の拡張）→CedarMill（65nm/Virtualization Technology）

派生は、さらにSmithfield（2コア/64bit）→Presler（65nm）
この間に周波数は1,3GHzから3,8GHzへ、性能は同じクロックでも1,2～1,5倍向上しています。ご存じかどうか分かりませんが、一つのブランド名ですがPrescottに至っては、Pentium5になるとまで言われたほどの違いがあった。

同じ世代でもNorthwoodやWillametteに最適化するのか、Prescottに最適化するのかでソフトウェアの性能は変化します。IPCは若干低下しますが、SSE2など拡張命令の充実とFPU演算性能の向上へのプロセッサ開発シフトおよびプロセッサの複数化によってソフトの最適化による高速化がより重要になりました。

極めつけです。
Pentium Mは、2世代ある。BaniasとDothan。大きな違いはキャッシュパフォーマンスとFSB、分岐予測、命令系の改良になりDothanはBaniasより効率が向上しています。Celeron Mはその廉価版です。キャッシュの削減とFSBの最高パフォーマンスを制限していること、そしてspeedStepのあるなしです。P6の拡張技術となる。SSE2の実装が大きな違い。また、NXーbitなども実装。

今、1ブランドで1コードネーム（改良版のないもの）はYonah-2Pぐらいですね。いわゆるCore Duoです。32bitプロセッサとしてはシングルでも最速ですが、DualCoreは複数のプロセッサを活用し、SSE3などの拡張命令を使ってこその性能。Pentiumとは比べられるものでは既にない。

同じクロックで考えるなら、書かれている通りに並べるぐらいが妥当なのでは・・・登場時期によってソフトウェアはその時期のプロセッサに最適なように開発されています。その時期を外せばそのプロセッサの性能は例え最新でも十分な能力を発揮しません。

また、最新のプロセッサは一定以下の低速では十分な動作をしません。逆に、古いプロセッサは高い周波数での動作を想定していないため、高周波数で動作しません。よって比べようがないのです。

まあ、ベンチマークからもしその周波数で動いたならと仮定することはできますが、その場合は最新のプロセッサほど数値は向上します。それは、拡張命令を初めとする上記の最適化があるためです。実際にはそれ以外にアーキテクチャの刷新に伴う最適化もありますので、その差が大きくなります。
まあ、まだCoreは最適化が十分ではないかもしれませんけどね。今後は、Coreシリーズに最適化がされるでしょう。

この回答へのお礼

やっぱり進化するごとに違ってくるんですね。

一つ一つの事に詳しく説明をしてくれてありがとうございました。よく分からないところもありましたが大体分かりました。

ありがとうございました。

お礼日時：2006/05/29 00:18

No.2 回答者： dondon5959 回答日時： 2006/05/28 21:36

>全部のメモリが同じでクロックなどもすべてが同じだとします。

無理です。
処理によって変わってきます。
例えば16ビット処理だと
Pentium Proから始まる686系(Pentium2/3)以降は
Pentiumより効率が悪いからです。
また、core duoにしてもデュアルコアなので
マルチタスク/マルチスレッド処理ではいいですが
シングルタスク/シングルスレッドの場合では
状況が変わります。

SSE系/MMX系の命令をどれを使うか使わないかでも
変わります。


>キャッシュメモリすら全て同じならまったく同じ性能になると思いますが。
1クロックあたりの処理効率がつがうのでそれは
あり得ません。

No.1 回答者： yui_o 回答日時： 2006/05/28 21:20

何を持って、何を処理をするかにもよって性能差は変わってきますよ？

それに、計測するとしたら拡張機能は全部使うと想定するのですか？
（MMXやMMXIIなどの機能は？）

それらを使わずに、キャッシュメモリすら全て同じならまったく同じ性能になると思いますが。