प्रदर्शन प्रति वाट

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कम्प्यूटिंग में, प्रति वाट प्रदर्शन एक विशेष कंप्यूटर आर्किटेक्चर या कंप्यूटर हार्डवेयर की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता का एक उपाय है। शाब्दिक रूप से, यह संगणना की दर को मापता है जो एक कंप्यूटर द्वारा उपभोग की गई बिजली के प्रत्येक वाट के लिए दिया जा सकता है। कंप्यूटिंग सिस्टम के बीच तुलना करने की कोशिश करते समय इस दर को आमतौर पर लिनपैक बेंचमार्क पर प्रदर्शन द्वारा मापा जाता है: इसका उपयोग करने वाला एक उदाहरण सुपरकंप्यूटर की हरा 500 500 सूची है। मूर के नियम|मूर के नियम की तुलना में प्रति वाट प्रदर्शन को संगणना का अधिक स्थायी माप माना जाता है।[1] समानांतर कंप्यूटिंग बनाने वाले सिस्टम डिज़ाइनर, जैसे कि Google खोज तकनीक#उत्पादन हार्डवेयर|Google का हार्डवेयर, प्रति वाट शक्ति के आधार पर CPU को चुनते हैं, क्योंकि CPU को पावर देने की लागत स्वयं CPU की लागत से अधिक होती है।[2] स्पेसफ्लाइट कंप्यूटरों में उपलब्ध अधिकतम शक्ति की कठिन सीमाएँ होती हैं और न्यूनतम वास्तविक समय के प्रदर्शन पर भी कठोर आवश्यकताएँ होती हैं। कच्चे प्रसंस्करण की गति की तुलना में आवश्यक विद्युत शक्ति के लिए प्रसंस्करण गति का अनुपात अधिक उपयोगी है।[3]


परिभाषा

उपयोग किया गया प्रदर्शन और बिजली की खपत मेट्रिक्स परिभाषा पर निर्भर करते हैं; प्रदर्शन के उचित उपाय FLOPS, निर्देश प्रति सेकंड या किसी बेंचमार्क (कंप्यूटिंग) के लिए स्कोर हैं। मीट्रिक के उद्देश्यों के आधार पर बिजली के उपयोग के कई उपायों को नियोजित किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, एक मीट्रिक केवल एक मशीन को सीधे दी गई विद्युत शक्ति पर विचार कर सकता है, जबकि दूसरे में कंप्यूटर चलाने के लिए आवश्यक सभी शक्ति शामिल हो सकती है, जैसे शीतलन और निगरानी प्रणाली। बिजली माप अक्सर बेंचमार्क चलाने के दौरान उपयोग की जाने वाली औसत शक्ति होती है, लेकिन बिजली के उपयोग के अन्य उपायों को नियोजित किया जा सकता है (जैसे पीक पावर, निष्क्रिय शक्ति)।

उदाहरण के लिए, शुरुआती UNIVAC I कंप्यूटर ने लगभग 0.015 संचालन प्रति वाट-सेकंड (1,905 संचालन प्रति सेकंड (OPS) करते हुए, 125 kW की खपत करते हुए) किया। 2005 में जारी 4 FR550 कोर वैरिएंट में एक चिप पर Fujitsu FR-V VLIW/वेक्टर प्रोसेसर सिस्टम 3 वाट बिजली की खपत के साथ 51 Giga-OPS करता है जिसके परिणामस्वरूप प्रति वाट-सेकंड में 17 बिलियन ऑपरेशन होते हैं।[4][5] यह 54 वर्षों में एक ट्रिलियन गुना से अधिक सुधार है।

कंप्यूटर द्वारा उपयोग की जाने वाली अधिकांश शक्ति गर्मी में परिवर्तित हो जाती है, इसलिए एक कार्य करने के लिए कम वाट लेने वाली प्रणाली को दिए गए ऑपरेटिंग तापमान को बनाए रखने के लिए कम शीतलन की आवश्यकता होगी। कूलिंग की कम मांग से पीसी को शांत करना आसान हो जाता है। कम ऊर्जा की खपत भी इसे चलाने के लिए कम खर्चीला बना सकती है, और कंप्यूटर को बिजली देने के पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकती है (हरित संगणना देखें)। यदि सीमित जलवायु नियंत्रण वाले स्थान पर स्थापित किया जाता है, तो कम शक्ति वाला कंप्यूटर कम तापमान पर काम करेगा, जो इसे अधिक विश्वसनीय बना सकता है। एक जलवायु नियंत्रित वातावरण में, प्रत्यक्ष बिजली के उपयोग में कटौती से भी जलवायु नियंत्रण ऊर्जा में बचत हो सकती है।

कंप्यूटिंग ऊर्जा की खपत को कभी-कभी किसी विशेष बेंचमार्क को चलाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की रिपोर्ट करके भी मापा जाता है, उदाहरण के लिए EEMBC EnergyBench। मानक वर्कलोड के लिए ऊर्जा खपत के आंकड़े विद्युत दक्षता में सुधार के प्रभाव का न्याय करना आसान बना सकते हैं।

प्रदर्शन (संचालन/सेकंड में) प्रति वाट को संचालन/वाट-सेकंड, या संचालन/जूल के रूप में भी लिखा जा सकता है, क्योंकि 1 वाट = 1 जूल/सेकंड।

फ्लॉप्स प्रति वाट

ग्रीन 500 सूची के डेटा के आधार पर प्रति वाट सुपरकंप्यूटर प्रदर्शन की घातीय वृद्धि। लाल क्रॉस सबसे अधिक बिजली कुशल कंप्यूटर को दर्शाता है, जबकि नीला रंग #500 रैंक वाले कंप्यूटर को दर्शाता है।

FLOPS प्रति वाट एक सामान्य उपाय है। FLOPS (तैरनेवाला स्थल ऑपरेशंस प्रति सेकेंड) मीट्रिक की तरह यह मीट्रिक आमतौर पर वैज्ञानिक कंप्यूटिंग और सिमुलेशन पर लागू होता है जिसमें कई फ़्लोटिंग पॉइंट गणनाएं शामिल होती हैं।

उदाहरण

As of June 2016, ग्रीन 500 सूची में दो सबसे कुशल सुपरकंप्यूटरों की उच्चतम दर है – वे दोनों Intel Xeon प्रोसेसर के अलावा एक ही कई कोर त्वरक PEZY-SCnp जापानी तकनीक पर आधारित हैं – दोनों RIKEN पर, सबसे ऊपर वाला 6673.8 एमएफएलओपीएस/वाट; और तीसरे स्थान पर चीनी-प्रौद्योगिकी सनवे ताइहू लाइट (एक बहुत बड़ी मशीन है, जो टॉप 500 में दूसरे स्थान पर है, अन्य उस सूची में नहीं हैं) 6051.3 एमएफएलओपीएस/वाट पर।[6] जून 2012 में, ग्रीन 500 की सूची में ब्लू जीन/क्यू|ब्लूजीन/क्यू, पावर बीक्यूसी 16सी को टॉप500 पर सबसे कुशल सुपरकंप्यूटर के रूप में प्रति वाट फ्लॉप के मामले में रेट किया गया, जो 2,100.88 एमएफएलओपीएस/वाट पर चल रहा है।[7] नवंबर 2010 में, आईबीएम मशीन, आईबीएम ब्लू जीन#ब्लू जीन/क्यू|ब्लू जीन/क्यू ने 1,684 एमएफएलओपीएस/वाट हासिल किया।[8][9] 9 जून 2008 को, CNN ने बताया कि IBM Roadrunner|IBM का रोडरनर सुपरकंप्यूटर 376 MFLOPS/वाट प्राप्त करता है।[10][11] Intel Tera-Scale अनुसंधान परियोजना के भाग के रूप में, टीम ने एक 80-कोर CPU का उत्पादन किया जो 16,000 MFLOPS/वाट से अधिक प्राप्त कर सकता है।[12][13] उस CPU का भविष्य निश्चित नहीं है।

माइक्रोवुल्फ़, चार दोहरे कोर 64 वस्त्रों का अपमान करना 3800+ कंप्यूटरों का एक कम लागत वाला डेस्कटॉप बियोवुल्फ़ (कंप्यूटिंग), 58 एमएफएलओपीएस/वाट पर चलता है।[14] कालरे ने 256-कोर वीएलआईडब्ल्यू सीपीयू विकसित किया है जो 25,000 एमएफएलओपीएस/वाट हासिल करता है। अगली पीढ़ी के 75,000 एमएफएलओपीएस/वाट हासिल करने की उम्मीद है।[15] हालांकि, 2019 में एम्बेडेड के लिए उनकी नवीनतम चिप 80-कोर है और 20 W पर 4 TFLOPS तक का दावा करती है।[16] Adapteva ने Adapteva#Epiphany V की घोषणा की, जो एक 1024-कोर 64-बिट RISC प्रोसेसर है, जिसका उद्देश्य 75 GFLOPS/वाट प्राप्त करना है,[17][18] जबकि उन्होंने बाद में घोषणा की कि एपिफेनी V के व्यावसायिक उत्पाद के रूप में उपलब्ध होने की संभावना नहीं थी

यूएस पेटेंट ग्रेविना&ओएस=मैटियो+एंड+ग्रेविना&आरएस=मैटियो+एंड+ग्रेविना 10,020,436, जुलाई 2018 में 100, 300 और 600 जीएफएलओपीएस/वाट के तीन अंतराल का दावा किया गया है।

जीपीयू दक्षता

ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग युनिट ्स (जीपीयू) ने ऊर्जा उपयोग में वृद्धि जारी रखी है, जबकि सीपीयू डिजाइनरों ने हाल ही में प्रति वाट प्रदर्शन में सुधार पर ध्यान केंद्रित किया है। उच्च प्रदर्शन वाले जीपीयू बड़ी मात्रा में बिजली खींच सकते हैं, इसलिए जीपीयू बिजली की खपत को प्रबंधित करने के लिए बुद्धिमान तकनीकों की आवश्यकता होती है। 3DMark प्रति वाट जैसे उपाय अधिक कुशल GPU की पहचान करने में मदद कर सकते हैं।[19] हालाँकि यह विशिष्ट उपयोग में दक्षता को पर्याप्त रूप से शामिल नहीं कर सकता है, जहाँ कम मांग वाले कार्यों को करने में अधिक समय व्यतीत होता है।[20] आधुनिक जीपीयू के साथ, प्राप्त की जा सकने वाली अधिकतम कम्प्यूटेशनल क्षमताओं पर ऊर्जा का उपयोग एक महत्वपूर्ण बाधा है। जीपीयू डिज़ाइन आमतौर पर अत्यधिक स्केलेबल होते हैं, जिससे निर्माता एक ही वीडियो कार्ड पर कई चिप्स लगा सकते हैं, या समानांतर में काम करने वाले कई वीडियो कार्ड का उपयोग कर सकते हैं। किसी भी प्रणाली का शिखर प्रदर्शन अनिवार्य रूप से उस शक्ति की मात्रा से सीमित होता है जो वह खींच सकता है और गर्मी की मात्रा को नष्ट कर सकता है। नतीजतन, एक जीपीयू डिज़ाइन का प्रति वाट प्रदर्शन उस डिज़ाइन का उपयोग करने वाले सिस्टम के चरम प्रदर्शन में सीधे अनुवाद करता है।

चूंकि जीपीयू का उपयोग कुछ जीपीजीपीयू के लिए भी किया जा सकता है, कभी-कभी उनके प्रदर्शन को सीपीयू पर भी लागू होने वाले संदर्भों में मापा जाता है, जैसे कि एफएलओपीएस प्रति वाट।

चुनौतियां

जबकि प्रति वाट प्रदर्शन उपयोगी है, पूर्ण शक्ति की आवश्यकताएं भी महत्वपूर्ण हैं। प्रति वाट बेहतर प्रदर्शन के दावों का उपयोग बिजली की बढ़ती मांगों को पूरा करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, हालांकि नई पीढ़ी के जीपीयू आर्किटेक्चर प्रति वाट बेहतर प्रदर्शन प्रदान कर सकते हैं, प्रदर्शन में निरंतर वृद्धि दक्षता में लाभ को नकार सकती है, और जीपीयू बड़ी मात्रा में बिजली की खपत करना जारी रखता है।[22] बेंचमार्क जो भारी भार के तहत शक्ति को मापते हैं, वे विशिष्ट दक्षता को पर्याप्त रूप से प्रदर्शित नहीं कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, 3DMark एक GPU के 3D प्रदर्शन पर जोर देता है, लेकिन कई कंप्यूटर अपना अधिकांश समय कम तीव्र प्रदर्शन कार्यों (निष्क्रिय, 2D कार्य, वीडियो प्रदर्शित करने) में बिताते हैं। तो ग्राफिक्स सिस्टम की 2डी या निष्क्रिय दक्षता कम से कम समग्र ऊर्जा दक्षता के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है। इसी तरह, सिस्टम जो अपना अधिकतर समय स्टैंडबाय या अतिरिक्त बिजली में बिताते हैं, उन्हें लोड के तहत केवल दक्षता द्वारा पर्याप्त रूप से चित्रित नहीं किया जाता है। इसे हल करने में मदद के लिए कुछ मानक, जैसे कि युक्ति, लोड स्तरों की एक श्रृंखला पर माप शामिल करते हैं।[23] कुछ विद्युत घटकों की दक्षता, जैसे कि वोल्टेज नियामक, बढ़ते तापमान के साथ घट जाती है, इसलिए उपयोग की जाने वाली शक्ति तापमान के साथ बढ़ सकती है। बिजली की आपूर्ति, मदरबोर्ड और कुछ वीडियो कार्ड इससे प्रभावित कुछ सबसिस्टम हैं। इसलिए उनका पावर ड्रा तापमान पर निर्भर हो सकता है, और मापते समय तापमान या तापमान पर निर्भरता पर ध्यान दिया जाना चाहिए।[24][25] प्रति वाट प्रदर्शन में भी आम तौर पर पूर्ण जीवन चक्र मूल्यांकन | जीवन-चक्र लागत शामिल नहीं होती है। चूँकि कंप्यूटर निर्माण ऊर्जा गहन है, और कंप्यूटरों का जीवनकाल अपेक्षाकृत कम होता है, उत्पादन, वितरण, इलेक्ट्रॉनिक अपशिष्ट और कंप्यूटर पुनर्चक्रण में शामिल ऊर्जा और सामग्री अक्सर उनकी लागत, ऊर्जा उपयोग और पर्यावरणीय प्रभाव के महत्वपूर्ण हिस्से होते हैं।[26][27] कंप्यूटर के परिवेश के जलवायु नियंत्रण के लिए आवश्यक ऊर्जा को अक्सर वाट क्षमता की गणना में नहीं गिना जाता है, लेकिन यह महत्वपूर्ण हो सकता है।[28]


अन्य ऊर्जा दक्षता उपाय

SWaP (अंतरिक्ष, वाट क्षमता और प्रदर्शन) डेटा केंद्रों के लिए एक सन माइक्रोसिस्टम्स मीट्रिक है, जिसमें शक्ति और स्थान शामिल है:

जहां प्रदर्शन को किसी उपयुक्त बेंचमार्क द्वारा मापा जाता है, और स्थान कंप्यूटर का आकार होता है।[29] स्पेसफ्लाइट कंप्यूटरों के लिए शक्ति, द्रव्यमान और आयतन में कमी भी महत्वपूर्ण है।[3]


यह भी देखें

ऊर्जा दक्षता बेंचमार्क
  • औसत सीपीयू पावर (एसीपी) – कई मानक बेंचमार्क चलाते समय बिजली की खपत का माप
  • ईईएमबीसी – एनर्जीबेंच
  • विशिष्ट शक्ति – जावा चलाने वाले वेब सर्वर के लिए एक बेंचमार्क (सर्वर साइड जावा ऑपरेशंस प्रति जौल)
अन्य

डेटा सेंटर अवसंरचना दक्षता दक्षता (डीसीआईई)

नोट्स और संदर्भ

  1. ↑ Aitken, Rob; Fellow; Technology, Director of; Arm (12 July 2021). "प्रदर्शन प्रति वाट न्यू मूर का नियम है". Arm Blueprint. Retrieved 16 July 2021.
  2. ↑ Power could cost more than servers, Google warns, CNET, 2006
  3. ↑ 3.0 3.1 D. J. Shirley; and M. K. McLelland. "The Next-Generation SC-7 RISC Spaceflight Computer". p. 1, 2.
  4. ↑ "Fujitsu ने उच्च प्रदर्शन वाले डिजिटल उपभोक्ता उत्पादों के लिए मल्टी-कोर प्रोसेसर विकसित किया" (Press release). Fujitsu. 7 February 2020. Archived from the original on 25 March 2019. Retrieved 8 August 2020.
  5. ↑ FR-V Single-Chip Multicore Processor:FR1000 Archived 2015-04-02 at the Wayback Machine Fujitsu
  6. ↑ "Green500 List for June 2016".
  7. ↑ "The Green500 List". Green500. Archived from the original on 3 July 2012.
  8. ↑ "Top500 Supercomputing List Reveals Computing Trends". 20 July 2010. IBM... BlueGene/Q system .. setting a record in power efficiency with a value of 1,680 Mflops/watt, more than twice that of the next best system.
  9. ↑ "IBM Research A Clear Winner in Green 500". 18 November 2010.
  10. ↑ "सरकार ने दुनिया का सबसे तेज कंप्यूटर पेश किया". CNN. Archived from the original on 10 June 2008. performing 376 million calculations for every watt of electricity used.
  11. ↑ "पेटाफ्लॉप रेस में आईबीएम रोडरनर ने जीता गोल्ड". Archived from the original on 13 June 2008.
  12. ↑ "Intel squeezes 1.8 TFlops out of one processor". TG Daily. Archived from the original on 3 December 2007.
  13. ↑ "Teraflops Research Chip". Intel Technology and Research.
  14. ↑ Joel Adams. "Microwulf: Power Efficiency". Microwulf: A Personal, Portable Beowulf Cluster.
  15. ↑ "MPPA MANYCORE - Many-core processors - KALRAY - Agile Performance".
  16. ↑ "Kalray announces the Tape-Out of Coolidge on TSMC 16NM process technology". Kalray. 31 July 2019. Retrieved 12 August 2019.
  17. ↑ Olofsson, Andreas. "Epiphany-V: A 1024-core 64-bit RISC processor". Retrieved 6 October 2016.
  18. ↑ Olofsson, Andreas. "Epiphany-V: A 1024 processor 64-bit RISC System-On-Chip" (PDF). Retrieved 6 October 2016.
  19. ↑ Atwood, Jeff (18 August 2006). "वीडियो कार्ड बिजली की खपत".
  20. ↑ "वीडियो कार्ड बिजली की खपत". Xbit Labs. Archived from the original on 4 September 2011.
  21. ↑ "PSA: Performance Doesn't Scale Linearly with Wattage (Aka testing M1 versus a Zen 3 5600X at the same Power Draw)". 29 November 2020.
  22. ↑ Tim Smalley. "Performance per What?". Bit Tech. Retrieved 21 April 2008.
  23. ↑ "SPEC launches standardized energy efficiency benchmark". ZDNet.
  24. ↑ Mike Chin. "Asus EN9600GT Silent Edition Graphics Card". Silent PC Review. p. 5. Retrieved 21 April 2008.
  25. ↑ Mike Chin (19 March 2008). "80 Plus expands podium for Bronze, Silver & Gold". Silent PC Review. Retrieved 21 April 2008.
  26. ↑ Mike Chin. "जीवन चक्र विश्लेषण और इको पीसी समीक्षा". Eco PC Review. Archived from the original on 4 March 2008.
  27. ↑ Eric Williams (2004). "Energy intensity of computer manufacturing: hybrid assessment combining process and economic input-output methods". Environ. Sci. Technol. 38 (22): 6166–74. Bibcode:2004EnST...38.6166W. doi:10.1021/es035152j. PMID 15573621.
  28. ↑ Wu-chun Feng (2005). "The Importance of Being Low Power in High Performance Computing". CT Watch Quarterly. 1 (5).
  29. ↑ Greenhill, David. "SWaP स्पेस वाट्स एंड पावर" (PDF). US EPA Energystar. Retrieved 14 November 2013.

अग्रिम पठन


बाहरी संबंध

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