Clever Geek Handbook

コンピューターの応答時間：1977−2017

私は、現代のコンピューターが子供の頃に使ったコンピューターよりも遅く感じるという憂鬱な気持ちを持っています。 人間の知覚は経験的研究では信頼性が低いことがわかったため、この種の感覚は信用できません。そこで、高速カメラを使用して、過去数か月間に私に届いたデバイスの応答時間を測定しました。 結果は次のとおりです。



パソコン 応答

（ミリ秒） 		年 時計

頻度 		数量

トランジスタ
アップル2e 30 1983 1 MHz 3,5千
TI 99 / 4A 40 1981 3 MHz 8000
Haswell-E 165 Hz 50 2014 3.5 GHz 20億
コモドールペット4016 60 1977 1 MHz 3,5千
SGIインディ 60 1993 0.1 GHz 120万
Haswell-E 120 Hz 60 2014 3.5 GHz 20億
ThinkPad 13 ChromeOS 70 2017年 2.3 GHz 10億
iMac G4 OS 9 70 2002 0.8 GHz 1100万
ハスウェル-E 60 Hz 80 2014 3.5 GHz 20億
Mac Color Classic 90 1993 16 MHz 273千
PowerSpec G405 Linux 60 Hz 90 2017年 4.2 GHz 20億
MacBook Pro 2014 100 2014 2.6 GHz 7億
ThinkPad 13 Linux chroot 100 2017年 2.3 GHz 10億
Lenovo X1 Carbon 4G Linux 110 2016年 2.6 GHz 10億
iMac G4 OS X 120 2002 0.8 GHz 1100万
Haswell-E 24 Hz 140 2014 3.5 GHz 20億
Lenovo X1 Carbon 4G 勝利 150 2016年 2.6 GHz 10億
次のキューブ 150 1988 25 MHz 120万
PowerSpec G405 Linux 170 2017年 4.2 GHz 20億
世界中のパッケージ 190
PowerSpec G405 勝利 200 2017年 4.2 GHz 20億
Symbolics 3620 300 1986 5 MHz 39万
これらは、キーを押してからコンソールにシンボルを表示するまでの応答を測定した結果です（詳細については、付録を参照してください）。 結果は、最速から最速までソートされます。 同じコンピューターで複数のオペレーティングシステムをテストする場合、OSは太字で強調表示されます 。 同じコンピューターで異なる更新頻度をテストする場合、それらは斜体で表示されます。



最後の2列は、クロック周波数とプロセッサ上のトランジスタの数を示しています。



参考までに、ニューヨークから東京およびロンドンを経由してニューヨークにファイバーを介して世界中にパケットを送信するのにかかる時間。



一般的な結果を見ると、最速は古代の車です。 新しいコンピューターは、テーブルのすべての部分にあります。 異常に高い画面リフレッシュレートを備えた複雑な最新のゲーム構成は、70年代後半から80年代前半のマシンとほぼ競合できますが、「通常の」最新のコンピューターは30〜40歳のコンピューターと競合できません。



あなたはまだモバイルデバイスを見ることができます。 この場合、ブラウザでスクロール応答を測定します。



装置 応答（ミリ秒） 年
iPad Pro 10.5「鉛筆 30 2017年
iPad Pro 10.5」 70 2017年
iPhone 4S 70 2011
iPhone 6S 70 2015
iPhone 3GS 70 2009
iPhone X 80 2017年
iPhone 7 80 2017年
iPhone 6 80 2014
ゲームボーイカラー 80 1989
iPhone 5 90 2012
ブラックベリーQ10 100 2013
Huawei Honor 8 110 2016年
Google Pixel 2 XL 110 2017年
Galaxy S7 120 2016年
Galaxy Note 3 120 2016年
Nexus 5X 120 2015
OnePlus 3T 130 2016年
ブラックベリーキーワン 130 2017年
モトE（2G） 140 2015
Moto G4 Play 140 2017年
Moto G4 Plus 140 2016年
Googleピクセル 140 2016年
Samsung Galaxy Avant 150 2014
Asus Zenfone3 Max 150 2016年
Sony Xperia Z5 Compact 150 2015
HTC One M4 160 2013
Galaxy S4 Mini 170 2013
LG K4 180 2016年
パッケージ 190
HTC Rezound 240 2011
パームパイロット1000 490 1996
Kindle Paperwhite 3 630 2015
Kindle 4 860 2011


前と同様に、結果は応答時間で最速から最速までソートされます。



異なるクラスのデバイスであるGameboy Colorを除外すると、最速のデバイスはすべてApple製の携帯電話またはタブレットです。 次に応答時間はBlackBerry Q10です。 アップル以外のデバイスでこのような異常に高速なBlackBerry Q10を説明するのに十分なデータはありませんが、これは物理的なボタンの存在によるものと考えられます。 物理ボタンを備えた他の2つのデバイスは、Gameboy ColorとKindle 4です。



「iPhone」と表のボタン付きデバイスの後に、さまざまな年のさまざまなAndroidデバイスが表示されます。 一番下には、古代のPalm Pilot 1000といくつかの電子書籍があります。 Palmの遅延は、タッチスクリーン技術がはるかに低い速度を提供した時代のタッチスクリーンとディスプレイによるものです。 Kindle電子書籍は電子インクで動作しますが、これは最新の携帯電話のディスプレイよりもはるかに遅いため、その遅れは驚くことではありません。



Apple 2eがこんなに速いのはなぜですか？



Apple 2は、コンテキストの切り替え、異なるプロセスの切り替え時のバッファなどを処理しないため、入出力速度の点で、最新のコンピューター（iPad Proを除く）を大幅に上回ります。



最新のキーボードを見ると、通常、データ入力は100 Hzから200 Hzまでスキャンされます（たとえば、 Ergodoxは167 Hzの周波数を要求します ）。 それに比べて、Apple 2eは556 Hzで入力を効果的にスキャンします。 詳細については、付録を参照してください。



ディスプレイ上のI / Oパイプラインのもう一方の端を見ると、ここで遅延の原因もわかります。 私のディスプレイは1ミリ秒の遅延をアドバタイズしますが、画面上のキャラクターの出力の開始から完全に表示されるまでのリアルタイムを測定すると、10ミリ秒が簡単にそこにあります。 この効果は、高速応答と思われる広告の結果として販売されている一部の高リフレッシュレートディスプレイでも明らかです。



144 Hzでは、各フレームに7ミリ秒かかります。 画面上の画像を変更すると、レンダリングする前に次のフレームの境界を待機するため、0ミリ秒から7ミリ秒の追加の遅延が発生します（平均して、最大遅延の半分、つまり3.5ミリ秒が予想されます）。 さらに、私のホームディスプレイは1ミリ秒のスイッチング速度を要求していますが、このプロセスが開始された瞬間から色を完全に変更するには実際には10ミリ秒かかります。 実際の色の変化の遅延で次のフレームを待機することからの遅延を追加すると、7/2 + 10 = 13.5 msの予測遅延が得られます。



古いApple 2e CRTモニターでは、リフレッシュレートの60 Hz（16.7 ms / 2）の半分、つまり8.3 msの遅延が予想されます。 今日、そのような結果を打ち負かすことは困難です。最高の「ゲーミングモニター」は、遅延をそのような値まで減らすことができますが、市場シェアの観点から、そのようなディスプレイは非常に少数のシステムにインストールされ、実際に高速であると宣伝されているモニターでさえ常に実際とは限りませんなど。



IOSレンダリングパイプライン



入力と出力の間のすべてのプロセスを見ると、Apple 2eと最新のコンピューターの違いをリストするには、本全体を書く必要があります。 最新のマシンで何が起こっているのかを把握するために、iOS / UIKitエンジニアのAndy MatuschakからiOSで起こっていることの概要を以下に示しますが、彼はこの説明を「古い情報の時代遅れの記憶」と呼んでいます。





, « . . :»





, Apple 2e , . , , .





— . 24 165 90 . 24 41,67 , 165 — 6,061 . , 20,8 3,03 ( , 0 ), 18 . 90 , (90 − 18) / (41,67 − 6,061) = 2



.



( ), « », , PowerShell 2,5 . , , — 140 − 2,5 * 41,67 = 36



, , 70- 80-.





, 70- 80-. iPad Pro 30-40- , .



, , «». , , — . , , — .



, , . . Apple 2, , , . , «» , . , , , .



. Apple 2. , , , , .



, - . syscall - , , . , , .



, - «» , ó . , , 30-40- , , .



iPad Pro — , , , . , — , 60 .



. — , . , , . RoCE. , . . RoCE - .





, , 4000 Apple 2, 500 000 ( GPU — 2 000 000 ) , Apple 2 — Apple 2. , PowerSpec G405 — 2017 — ( , , ) (26 000 - -).



, — , 70- 80-. , - 90- , - . - 4k, 8k — -. , , .







: ?



! 2 . , , . , , , MSR .





, . , , .



: Apple 2



Apple 2e , , AY 3600. AY 3600 (90 * 1/f)



, strobe_delay



. 47 , 100K 0,022 . AY3600, f = 50



, 1,8 6,8 ( , Apple 2e ), 8,6 .



167 , 3 * 6 = 18



. 100 3 * 10 = 30



. 18-30 .



, Ergodox 16 80 . , Apple 2e 1 3500 .



:



240 FPS ( 4,167 ). 40 1000 FPS ( 1 ). , . . , key-to-screen-update, — , . , ( — , , , ).



: { , }. , - , «» . . , , . , «» , , . , , . . .



— , , , 0% , .. , — , «», . « » WebPagetest.



« » (, PowerShell Windows, LXTerminal Lubuntu), 20-30 . , , ( ).



PowerSpec G405 ( ), 60 — .



https://danluu.com , . , (Kindle, Gameboy Color .), ( Kindle, Gameboy Color ..). , , . , , ( ).



«» , . 10 .



Haswell-E G-Sync — . - , 2014 , (, 2015 165 ).



, . , !



Linux KPTI. , KPTI .



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Dan Luu

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