Ghz: mikä on ja mikä on gigahertsiä laskennassa

Jos olet tulossa tietotekniikan maailmaan ja etsit prosessoreita ostamaan, olet lukenut GHz tai Gigahertz tai Gigahertzio monta kertaa. Kaikki tämä on täsmälleen sama, ja ei, se ei ole ruoan maustaminen, se on mitta, jota käytetään hyvin usein tietojenkäsittelyssä ja tekniikassa.

Sisällysluettelo

Joten vähiten mitä tässä vaiheessa voimme tehdä, on selittää, mitä tällä toimenpiteellä mitataan ja miksi sitä käytetään niin paljon nykyään. Ehkä tämän jälkeen saat selvemmän monista asioista, jotka kohtaat päivittäin elektroniikan maailmassa.

Mikä on GHz tai Gigahertsi

GHz on lyhenne elektroniikassa käytetystä mittauksesta, nimeltään Gigahertz espanjaksi, vaikka voimme löytää sen myös nimellä Gigahertz. Ja se ei oikeastaan ​​ole perustoiminto, mutta se on monikerta hertseistä, puhumme erityisesti 10, 9 miljoonasta hertseistä.

Joten mitä meidän on määriteltävä, on Hertz, kantamittaus ja mistä Kilohertz (kHz), Megahertz (Mhz) ja Gigahertz (GHz) ovat lähtöisin. No, tämän mittaa keksi Heinrich Rudolf Hertz, jonka sukunimestä mitan nimi tulee. Hän oli saksalainen fyysikko, joka löysi kuinka sähkömagneettiset aallot leviävät avaruudessa. Joten todella tämä mittaus tulee aaltojen maailmasta, ei pelkästään tietojenkäsittelystä.

Hertsi edustaa yhtä sykliä sekunnissa, itse asiassa vuoteen 1970 asti Hertzia ei kutsuttu nimellä sykli. Jos et tiedä, jakso on yksinkertaisesti tapahtuman toistaminen aikayksikköä kohden, mikä tässä tapauksessa on aallon liike. Sitten hertsi mittaa kuinka monta kertaa aalto toistuu ajoissa, mikä voi olla ääntä tai sähkömagneettista. Mutta tämä on ulotettavissa myös kiinteiden aineiden värähtelyille tai meri-aalloille.

Jos yritämme puhaltaa paperia sen pinnan suuntaiseksi, huomaamme, että se alkaa aaltoutua toistamalla kuviota niin usein, sekunnissa tai sekunnin tuhannesosissa, jos puhalemme kovaa. Sama tapahtuu aaltojen kanssa, ja tällä suuruudella me kutsumme sitä taajuudeksi (f) ja se on jakson käänteinen arvo, joka mitataan selkeinä sekunteina (sekuntina) . Jos kokoamme kaiken, voimme määritellä Hertzin hiukkasen (aallon, paperin, veden) värähtelytaajuudeksi vakuutuskaudella.

Täällä voimme nähdä aallon muodon ja kuinka se toistuu tietyn ajanjakson ajan. Ensimmäisessä meillä on mittaus 1 Hz, koska yhdessä sekunnissa se on kärsinyt vain yhden värähtelyn. Ja toisessa kuvassa, yhdessä sekunnissa, se on heilahtanut 5 kokonaista kertaa. Kuvittele sitten kuinka paljon olisi 5 GHz.

nimi	I symboli	Arvo (Hz)
Microhercio	μHz	0.000001
Milihercio	mHz	0001
…	…	…
hertsi	Hz	1
Decahercio	daHz	10
Hectoercio	HHZ	100
kilohertsin	kHz	1000
megahertsi	MHz	1000000
gigahertsin	GHz	1000000000
…	…	…

GHz laskennassa

Nyt kun tiedämme todella, mikä on Hertz ja mistä se tulee, on aika soveltaa sitä tietojenkäsittelyyn.

Hertz mittaa elektronisen sirun taajuuden, meille tunnetuin on prosessori. Joten määritelmän siirtäminen siihen, Hertz on operaatioiden lukumäärä, jonka prosessori voi suorittaa sekunnin aikana. Näin prosessorin nopeus mitataan.

Tietokoneen (ja muiden elektronisten komponenttien) prosessori on laite, joka vastaa tiettyjen toimintojen suorittamisesta, jotka lähetetään päämuistista ohjelmien muodostamien ohjeiden muodossa. Sitten kukin ohjelma on jaoteltu tehtäviin tai prosesseihin, ja puolestaan ​​ohjeiksi, jotka suoritin suorittaa yksi kerrallaan.

Mitä enemmän hertsejä prosessorilla on, sitä enemmän toimia tai ohjeita se voi suorittaa sekunnissa. Tätä taajuutta voidaan kutsua myös " kellonopeudeksi ", koska koko järjestelmä synkronoidaan kellosignaalin avulla siten, että jokainen jakso kestää saman ajan ja tiedon siirto on täydellistä.

Prosessori ymmärtää vain sähköiset signaalit

Kuten ymmärrät, elektroniikkakomponentti ymmärtää vain jännitteet ja vahvistimet, signaalin / ei signaalia, joten kaikki ohjeet on käännettävä nollaksi ja arvoksi. Tällä hetkellä prosessorit kykenevät työskentelemään samanaikaisesti jopa 64 nollan ja niiden bittisäikeiden kanssa, ja se kuvaa jännitesignaalin olemassaoloa tai puuttumista.

CPU vastaanottaa vain peräkkäisiä signaaleja, joita se pystyy tulkitsemaan sisäisten logiikkaporttien rakenteella , jotka puolestaan ​​koostuvat transistoreista, jotka vastaavat sähköisten signaalien ohittamisesta tai ohittamatta jättämisestä. Tällä tavalla on mahdollista antaa sille "ymmärrettävä merkitys" ihmiselle matemaattisten ja loogisten toimintojen muodossa: summaaminen, vähentäminen, kertoaminen, jakaminen, AMD, TAI, EI, NOR, XOR. Kaikki nämä ja jotkut muut ovat suorituksia, joita suoritin suorittaa ja joita näemme tietokoneellamme pelien, ohjelmien, kuvien jne. Muodossa. Utelias, eikö niin?

GHz: n kehitys

Meillä ei ole aina ollut Gigahertz-keittoa, itse asiassa melkein 50 vuotta sitten, insinöörit vain unelmoivat nimittävänsä prosessorien taajuuden tällä tavalla.

Alku ei ollut myöskään huono, ensimmäinen yhdellä sirulla toteutettu mikroprosessori oli Intel 4004, pieni, vuonna 1970 keksitty pieni torakka, joka mullisti markkinoita niiden valtavien tyhjiöventtiilipohjaisten tietokoneiden jälkeen, joissa ei edes ollut RGB-valaistusta. Tarkalleen ottaen oli aika, jolloin RGB: tä ei ollut, kuvitelkaa. Tosiasia on, että tämä siru kykeni prosessoimaan 4-bittisiä merkkijonoja 740 KHz: n taajuudella, ei muutenkaan paha.

Kahdeksan vuotta myöhemmin, ja muutaman mallin jälkeen, Intel 8086 saapui vähintään 16-bittisellä prosessorilla, joka toimi välillä 5–10 MHz ja oli silti torakin muotoinen. Se oli ensimmäinen suoritin, joka otti käyttöön uskomattoman x86-arkkitehtuurin, joka meillä on tällä hetkellä prosessoreilla. Mutta tämä arkkitehtuuri oli niin hyvä käsiteltäessä ohjeita, että se oli ennen ja jälkeen laskennassa. On ollut myös muita, kuten IBM: n Power9- palvelimia, mutta epäilemättä 100% henkilökohtaisista tietokoneista käyttää edelleen x86: ta.

Mutta DEC Alpha -prosessori oli ensimmäinen RISC-ohjeilla varustettu siru, joka saavutti 1 GHz: n esteen vuonna 1992, sitten AMD saapui Athlonillaan vuonna 1999 ja samana vuonna Pentium III: t saavuttivat nämä taajuudet.

Prosessorin CPI

Nykykaudella meillä on prosessoreita, jotka kykenevät saavuttamaan jopa 5 GHz: n (5 000 000 000 operaatiota sekunnissa), ja päällekkäin siitä, että heillä ei ole vain yksi vaan jopa 32 ydintä yhdellä sirulla. Jokainen ydin pystyy suorittamaan vielä enemmän toimintoja jaksoa kohden, joten kapasiteetti moninkertaistuu.

Operaatioiden lukumäärää sykliä kohti kutsutaan myös kuluttajahintaindeksiksi (ei pidä sekoittaa kuluttajahintaindeksiin). CPI on prosessorin suorituskyvyn indikaattori, tällä hetkellä on erittäin muodista mitata prosessorien CPI, koska tämä määrittelee prosessorin laadun.

Selitän, prosessorin kaksi peruselementtiä ovat ytimet ja niiden taajuus, mutta joskus enemmän ytimiä ei tarkoita, että niillä olisi enemmän IPC: tä, joten on mahdollista, että 6-ytiminen CPU on vähemmän tehokas kuin 4-ytinen CPU.

Ohjelman ohjeet on jaettu säikeisiin tai vaiheisiin ja syötetään prosessoriin siten, että ihannetapauksessa suoritetaan täydellinen käsky jokaisessa kellosyklissä, tämä olisi IPC = 1. Tällä tavalla jokaisessa jaksossa täydellinen ohje tulisi ja menisi. Mutta kaikki ei ole niin ihanteellista, koska ohjeet riippuvat suuresti ohjelman rakentamisesta ja suoritettavien toimintojen tyypistä. Lisäys ei ole sama kuin kertominen, eikä se sama, jos ohjelmalla on useita säikeitä vain yhtenä.

On olemassa ohjelmia prosessorin IPC: n mittaamiseksi mahdollisimman samanlaisissa olosuhteissa. Nämä ohjelmat saavat keskimääräisen IPC-arvon laskemalla prosessorin suorittaman ohjelman suorittamiseen kuluvan ajan. Sarja näin:

Päätelmät ja mielenkiintoisimmat linkit

Se on todella mielenkiintoinen aihe, tämä Hertzistä ja prosessorin nopeuden mittaamisesta. Se antaa todella puhua monista aiheista, mutta emme voi tehdä myöskään romaaneja vastaavaa artikkelia.

Ainakin toivomme, että hertsin merkitys , taajuus, jaksot sekunnissa ja CPI on selitetty hyvin. Nyt jätämme sinulle kiinnostavia aiheeseen liittyviä opetusohjelmia.

Jos sinulla on kysyttävää aiheesta tai haluat tuoda esiin jotain, jätä meille kommentti ruutuun.