Co oznacza GHz w procesorze komputerowym?

Jedną z najczęściej reklamowanych miar wydajności procesora jest prędkość danego chipa w gigahercach. Procesory o wyższych częstotliwościach GHz mogą teoretycznie robić więcej w danej jednostce czasu niż procesory o niższych częstotliwościach GHz. Jednak ocena szybkości procesora jest tylko jednym z wielu czynników wpływających na szybkość przetwarzania danych. Biorąc pod uwagę, że niektóre wyspecjalizowane aplikacje mogą być bardzo wymagające pod względem obliczeniowym, wybór najszybszego komputera jest ważniejszy niż zakup maszyny o największej prędkości zegara.

Zegary systemowe

Procesory działają zgodnie z zegarem, który bije określoną liczbę razy na sekundę, zwykle mierzony w gigahercach. Na przykład procesor 3, 1 GHz ma zegar, który bije 3, 1 miliarda razy na sekundę. Każde uderzenie taktowania oznacza możliwość manipulowania przez procesor liczbą bitów równoważną jej pojemności - 64-bitowe procesory mogą pracować na 64 bitach jednocześnie, podczas gdy 32-bitowe procesory pracują na 32 bitach jednocześnie.

Wewnętrzny kontra zewnętrzny

Zegar, który zwykle jest uwzględniany w materiałach marketingowych, jest zegarem wewnętrznym, ale procesor ma również zegar zewnętrzny, który określa, jak szybko procesor może komunikować się ze światem zewnętrznym. Wewnętrzny zegar pokazuje, jak szybko procesor może manipulować danymi, które już posiada, podczas gdy zewnętrzny zegar określa, jak szybko może odczytać informacje potrzebne do manipulowania lub jak szybko może wysyłać manipulowane dane. Na dzień publikacji zegary zewnętrzne są często znacznie wolniejsze niż zegary wewnętrzne. Na przykład, podczas gdy procesor może działać na częstotliwości 3 GHz, jego zewnętrzny zegar może być w dowolnym miejscu od kilkuset MHz do 1 GHz. Ponieważ zewnętrzny zegar określa, jak szybko procesor może komunikować się z pamięcią systemu, ma to znaczący wpływ na rzeczywistą prędkość procesora.

Zegary i instrukcje

Różnica między wewnętrznymi i zewnętrznymi prędkościami zegara procesora jest jednym ograniczeniem jego działania. Innym jest liczba tyknięć zegara wymaganych do wykonania instrukcji. Podczas gdy niektóre instrukcje mogą być zakończone jednym taktem zegara, może na przykład wziąć cztery tiki, aby zakończyć operację mnożenia. To zmieniłoby procesor, który może na przykład dodać do 4 GHz w jeden, który mnoży się z efektywną prędkością 1 GHz.

Kładąc wszystko razem

Trzy zidentyfikowane tu czynniki działają razem, aby określić, jak szybko dany procesor będzie działał. Sześcio-czterobitowe układy działają na dwa razy więcej danych jednocześnie jako 32-bitowe układy, co znacznie zwiększa wydajność. Procesory z szybszymi zegarami zewnętrznymi mogą również wymieniać dane z komputerem szybciej niż te z wolniejszymi zegarkami zewnętrznymi. Wreszcie, procesory z bardziej wydajnymi zestawami instrukcji, które mogą wykonać więcej pracy w mniejszej liczbie cykli zegara, działają szybciej niż te, które potrzebują więcej cykli do zakończenia instrukcji. Po wyrównaniu wszystkich tych czynników porównaj procesory, aby zobaczyć, który jest szybszy, patrząc na ocenę gigahercową wewnętrznego zegara.