cpu - 哪些 CPU 指令最耗电？

Question

背景是这样的:下周我们的办公室将有一天因为维护而没有暖气。预计室外温度在 7 至 12 摄氏度之间，因此可能会变冷。可移植电取暖器数量太少，无法满足所有人的需求。

但是，在我大约 6-8 平方米的办公室里，有一个大的(3 年了)工作站(带有 3.0 GHz 四核 Xeon 的 HP xw8600)，应该能够输出几百瓦的功率热。运行Furmark会最大化 GPU，但我不确定如何最好地使用 CPU。

上次我在寒冷的办公室时，我要么更频繁地编译，要么只是启动运行 Norton Commander 的 4-8 DOSBox:es，但我认为通过使用 SSE1-2-3-4、MMX 等可以做得更好，即每个周期做更多工作的东西。

那么，什么 CPU 指令每个周期切换最多的晶体管，从而导致 CPU 消耗最多的功率，从而散发出最多的热量？

如果我有一个可用的功率计，那么我可以对自己进行基准测试，但我认为这对于 SO 人群来说将是一个有趣的挑战。 :)

Answer 1

对于您的特定目标，如果您确实想将系统用作热量发生器，则需要首先确保冷却系统运行良好(将热量从盒子中排出)。如今的处理器被设计为在达到临界温度时自行节流，这种情况发生在使用适当的散热器且处理器处于 TDP 时(Thermal Design Power 是使用正常程序的处理器的最大功率)。如果您有更好的散热器和良好的通风(箱式风扇？)，假设您的电源可以处理它，您可能会超出 TDP。如果你关闭风扇，基本上会立即达到热极限。

更明确地说，消耗最多的单个指令通常是在缓存中丢失并进入内存的加载指令。为了保证未命中，您需要分配一 block 大于最后一级 CPU 缓存的内存块，并在该内存周围进行跳跃。最大功率情况下的跳跃模式有点复杂，因为您试图同时在缓存层次结构的每个级别上获得未完成的最大未命中数。如果您有 3 级缓存，则在给定的时间段内，L1 的未命中次数可能比 L2 的未命中次数多，L3 的未命中次数也多于 DRAM 页面的未命中次数。 (并且您的处理器的特定设计将对未命中有总的限制。)在未命中之间，指令并不重要，但我猜想 SSE4 乘法之一(PMULUDQ)可能是最好的，因为在许多现代处理器，它们执行速度非常快，并且通常会完成大量工作(与添加相比)。

有趣的是，运行 GPU 可能会限制使用 L3 缓存未命中时产生的热量，因为内存可能会被 GPU 拖慢。在这种情况下，您应该确保对 L3 的所有访问都命中，但在其他级别中丢失。