Was bedeutet GHz in einem Computerprozessor?

Eine der am häufigsten angepriesenen Messgrößen für die Prozessorleistung ist die Geschwindigkeit eines bestimmten Chips in Gigahertz. Prozessoren mit höheren GHz-Nennwerten können theoretisch in einer bestimmten Zeiteinheit mehr leisten als Prozessoren mit niedrigeren GHz-Nennwerten. Die Geschwindigkeitsbewertung des Prozessors ist jedoch nur einer von vielen Faktoren, die sich darauf auswirken, wie schnell Daten tatsächlich verarbeitet werden. Angesichts der Tatsache, dass einige spezialisierte Anwendungen sehr rechenintensiv sein können, ist die Auswahl des schnellsten Computers wichtiger als der Kauf einer Maschine mit der höchsten Taktrate.

Systemuhren

Prozessoren arbeiten nach einer Uhr, die eine festgelegte Anzahl von Malen pro Sekunde schlägt, normalerweise gemessen in Gigahertz. Zum Beispiel hat ein 3.1-GHz-Prozessor einen Takt, der 3.1 Milliarden Mal pro Sekunde schlägt. Jeder Taktschlag bietet dem Prozessor die Möglichkeit, eine Anzahl von Bits zu manipulieren, die seiner Kapazität entspricht. 64-Bit-Prozessoren können jeweils mit 64 Bit arbeiten, während 32-Bit-Prozessoren jeweils mit 32 Bit arbeiten.

Intern vs. Extern

Die Uhr, die normalerweise in Marketingmaterialien enthalten ist, ist die interne Uhr. Ein Prozessor verfügt jedoch auch über eine externe Uhr, die bestimmt, wie schnell der Prozessor mit der Außenwelt kommunizieren kann. Die interne Uhr gibt an, wie schnell der Prozessor die bereits vorhandenen Daten bearbeiten kann, während die externe Uhr angibt, wie schnell er die zu bearbeitenden Informationen lesen oder wie schnell er die manipulierten Daten ausgeben kann. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung sind externe Uhren häufig erheblich langsamer als interne Uhren. Während ein Prozessor beispielsweise mit 3 GHz betrieben werden kann, kann sein externer Takt zwischen einigen hundert MHz und 1 GHz liegen. Da die externe Uhr bestimmt, wie schnell der Prozessor mit dem Systemspeicher kommunizieren kann, hat dies erhebliche Auswirkungen auf die tatsächliche Geschwindigkeit Ihres Prozessors.

Uhren und Anleitungen

Der Unterschied zwischen der internen und der externen Taktrate eines Prozessors ist eine Einschränkung seiner Leistung. Ein weiterer Grund ist die Anzahl der Takt-Ticks, die zum Ausführen eines Befehls erforderlich sind. Während einige Anweisungen mit einem Takt ausgeführt werden können, können beispielsweise vier Ticks erforderlich sein, um eine Multiplikationsoperation abzuschließen. Dies würde einen Prozessor, der beispielsweise bei 4 GHz addieren kann, in einen Prozessor verwandeln, der sich mit einer effektiven Geschwindigkeit von 1 GHz multipliziert.

Putting It All Together

Die drei hier identifizierten Faktoren bestimmen gemeinsam, wie schnell ein bestimmter Prozessor arbeitet. 32-Bit-Chips verarbeiten doppelt so viele Daten gleichzeitig wie XNUMX-Bit-Chips, was ihnen einen deutlichen Leistungsschub verleiht. Prozessoren mit schnelleren externen Uhren können Daten auch schneller mit dem Computer austauschen als Prozessoren mit langsameren externen Uhren. Schließlich laufen Prozessoren mit effizienteren Befehlssätzen, die in weniger Taktzyklen mehr Arbeit erledigen können, schneller als solche, die mehr Zyklen benötigen, um einen Befehl zu beenden. Wenn Sie alle diese Faktoren gleich eingestellt haben, vergleichen Sie die Prozessoren, um festzustellen, welche schneller sind, indem Sie die Gigahertz-Bewertung der internen Taktrate überprüfen.