28/09/2016 06h00 - Atualizado em 28/09/2016 06h00

O que significa IPC e qual sua função nos processadores

Filipe Garrett
por
Para o TechTudo

IPC é uma sigla em inglês para “Instruções por ciclo” e que faz referência a quantas operações um processador consegue desenvolver a cada ciclo. O IPC é um elemento importante para compreender melhor as especificações técnicas de um chip. Além disso, ajuda a explicar porque há processadores da AMD de 4 GHz com desempenho inferior ao de modelos da Intel com 2,5 GHz. 

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Isso é possível porque a velocidade bruta do processador, medida em hertz, não é o único fator que define o tempo de processamento de dados. É comum definir a velocidade de um processador a partir do clock, medido em giga-hertz - quanto maior o número, normalmente, mais rápido o processador. Essa medida, porém, não serve para todas as ocasiões, pois se refere à contagem de ciclos que uma CPU atinge a cada segundo. Com isso, se o seu processador é de 3 GHz, significa que, a cada segundo, o chip completa 3 bilhões de ciclos.

Veja como exibir a porcentagem da bateria do notebook no Windows 10 (Foto: Isabela Giantomaso/TechTudo) (Foto: Veja como exibir a porcentagem da bateria do notebook no Windows 10 (Foto: Isabela Giantomaso/TechTudo))O que é IPC nos processadores? (Foto: Isabela Giantomaso/TechTudo)

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E o que são ciclos?

De forma geral, ciclos podem ser entendidos como os “tic-tacs” de um relógio, servindo para que o processador funcione em harmonia com o restante do computador (como memória, ROM e GPU). Os ciclos por segundo, ou a quantidade de tics, desse relógio interno pelo qual o processador passa são os Hertz usados para medir a velocidade do chip. 

Esse relógio interno serve para sincronizar o que acontece no computador, de forma que os processos típicos da CPU (leitura e escrita na memória e entrada e saída de dados para processamento) funcionem em ordem: se o processador tentar fazer tudo fora de ordem, o computador trava e o aplicativo de sistema operacional não consegue extrair dados da CPU.

IPC dos processadores da Intel tende a ser maior, o que explica a supremacia da marca sobre a AMD nos últimos anos (Foto: Divulgação/Intel)IPC dos processadores da Intel tende a ser maior, o que explica a supremacia da marca sobre a AMD nos últimos anos (Foto: Divulgação/Intel)

Por que IPC maior significa mais velocidade?

IPC refere-se à quantidade de operações que um único núcleo do processador consegue realizar em cada ciclo. Se uma CPU de 2,5 GHz (2,5 bilhões de ciclos/segundo) atinge um número muito alto de instruções realizadas a cada ciclo, ela pode ser mais rápida no geral do que uma CPU que tem 4 GHz (quatro bilhões de ciclos), mas que roda com IPC mais baixo.

Essa diferença vem marcando os últimos anos do duelo entre Intel e AMD. Afinal, os processadores Core possuem clocks mais baixos, mas têm IPC mais alto. Enquanto isso, os processadores da AMD têm velocidades padrão impressionantes, mas com IPC mais baixo, e acabam atingindo desempenho inferior.

A relação de IPC com velocidade não é tão clara porque não há medidas para esse conceito. Contudo, é possível ter uma ideia do seu impacto a partir daquilo que os fabricantes revelam sobre seus processadores. Quando a sexta geração de CPUs Core foi lançada, a Intel disse que os processadores Skylake tinham IPC entre 8 e 10% superior aos processadores Haswell, da quarta geração. 

A partir disso, é possível considerar que uma CPU Skylake de quatro núcleos a 3 GHz tem a mesma performance de um Core i Haswell de quatro núcleos a 3,3 GHz.

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Usando esse conceito, calcula-se que o IPC de um processador da AMD atual, quando comparado a um chip da Intel, é 50 a 60% inferior. Na prática, isso significa que um processador da AMD hipotético de um núcleo precisa rodar com velocidades entre 6 e 6,5 GHz para ter desempenho competitivo diante de um Intel, também de um núcleo, cujo clock atinja 3 GHz.

Se IPC é tão decisivo, por que os fabricantes quase não falam disso?

Processadores Zen da AMD terão 40% mais IPC como forma de ganhar mais performance e competir de forma mais direta com a Intel (Foto: Divulgação/AMD)Processadores Zen da AMD terão 40% mais IPC como forma de ganhar mais performance e competir de forma mais direta com a Intel (Foto: Divulgação/AMD)

Ao contrário da velocidade nominal do processador, o IPC é um registro difícil de medir e que, pior ainda, pode oscilar bastante conforme o tipo de aplicativo. Em geral, quando lançam uma nova arquitetura, AMD e Intel apenas ressaltam que os novos produtos promovem um ganho de x% em IPC, em comparação com a linha anterior. 

A AMD já divulgou uma série de aspectos técnicos referentes aos processadores Zen, que substituem os Bulldozer e Exacavator de baixo IPC e de mal desempenho diante da concorrência. Entre os detalhes mais interessantes e animadores, há a garantia de que os novos chips da fabricante terão IPC 40% maior do que os produtos que substituem.

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