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【翻译】52个思考之三: 不同因素的计算和存储能力 #19

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不同因素的计算和存储能力

这是这个系列博文的第三篇,为的是解决“每个博士生都应该知道的52件事情”这个系列。这个问题的集合已经被写进博士候选人在第一年结束应该知道的事情里面。我们将在明年呈现每个问题的答案,每周一个,我是被分配到第三个问题的学生。

评估相对的计算和存储能力

为了测量设备的计算能力,我们能估计处理器的时钟速度。如果处理器能够实现某种形式的并行性那么可能会被误解--两核以2GHz运行明显比单核以2GHz运行更具有计算能力,所以找到一个直接的量化指标是不实际的希望。对于像通用图卡等特殊设备,通常会报告设备设备能够维持的总FLOPS(每秒浮点运算)(要么是单精度要么是双精度),但这个措施运用到任何问题时都不是可靠的选择。确实,某些服务通过在各种问题实例上通过对不同的设备进行性能基准测试来便于比较--例如,CompuBench(一个性能测试工具)。幸运的是,问题中包含的设备的功能范围足以减少对量化指标的依赖。

可以更加轻松的找到每个设备的存储功能的度量:我们可以简单的比较设备能够在永久存储上的大致信息字节数。

智能卡具有最少计算量的设备:时钟速度会因实现的不同而变得不同,但是人们可能看到达到20MHz核心速度。在存储方面,典型的智能卡可能只有两千字节。

微型控制器是“包含处理器内核,内存和可编程输入/输出外设的单个集成电路上的小型计算机[1]”存储能力和可计算能力会根据微型处理器的确切定义而变得不同,但是以建议的传感器节点为例子,一个典型的微型控制器可能和智能卡有类似的计算能力和稍微多的存储可用,可能是几千字节到几兆的量级。

像手机这种移动计算机有更多存储可计算能力,可用的电量随时间的推移而迅速增加。以苹果的2008版本和2013版的nexus5来说,苹果使用的是412MHz 32位的ARM芯片,nexus5的CPU使用的是2.3GHz的四核处理器。在存储方面,如果我们忽略一些手机使用移动硬盘,在2013年的高端手机可能提供16到32千兆字节的存储空间。

最后,大多数笔记本电脑和台式电脑拥有比手机更强的处理能力:高端的intel“Haswell” i7 4960K处理器包含四个核每个核有4GHz的时钟,AMD "Piledriver" FX-9590 CPU 包含八个核每个核有4.7GHz的处理能力---注意两个处理器之间直接比较不仅仅评估核数量和时钟速度。还有其他的因素影响台式或者笔记本计算机的计算能力--特别的,对于某些问题,添加图形处理单元可以得到性能上的大幅度提升。台式或者笔记本计算机的容量变化很大,但是消费者机器上的典型存储量在数百个千兆和几兆兆--目前最大的单硬盘容量约为8兆兆。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Microcontroller