GHz: mi és mi a gigaherc a számításban

Ha belép a számítástechnika világába, és processzorokat keres vásárolni, akkor sokszor elolvassa a GHz-et, a Gigahertz-t vagy a Gigahertzio- t. Mindez pontosan ugyanaz, és nem, ez nem ételízesítés, hanem olyan intézkedés, amelyet nagyon gyakran használnak a számítástechnikában és a műszaki tervezésben.

Tartalom index

Tehát a legkevesebb, amit ezen a ponton megtehetünk, annak magyarázata, hogy mit mér ez az intézkedés, és miért használják ma oly sokat. Valószínűleg ez után sokkal tisztább lesz a dolgok, amelyekkel minden nap szembesül az elektronika világában.

Mi az a GHz vagy Gigaherc?

A GHz az elektronikában használt, a spanyol Gigahertz nevű mérés rövidítése, bár Gigahertz néven is megtalálhatjuk. És ez nem igazán alapvető intézkedés, hanem Hertz többszöröse, konkrétan 10, 9 millió Hertzről beszélünk.

Tehát tényleg azt kell meghatároznunk, amely a Hertz, az alapmérés, és honnan származnak a Kilohertz (kHz), Megahertz (Mhz) és Gigahertz (GHz). Nos, ezt az intézkedést Heinrich Rudolf Hertz találta ki, akinek a vezetéknevéből az intézkedés neve származik. Német fizikus volt, aki felfedezte, hogy az elektromágneses hullámok terjednek az űrben. Tehát ez a mérés valóban a hullámok világából származik, nem pusztán a számításból.

Egy Hertz másodpercenként egy ciklust képvisel, valójában 1970-ig Hertzt nem hívták ciklusnak. Ha nem tudja, a ciklus egyszerűen egy esemény időegységre eső ismétlése, amely ebben az esetben egy hullám mozgása lesz. Ezután egy Hertz megméri, hogy hányszor egy hullám ismétlődik időben, ami lehet hang vagy elektromágneses. De ez kiterjedhet a szilárd anyagok rezgéseire vagy a tenger hullámaira is.

Ha megpróbálunk egy papírt a felületével párhuzamosan fújni, észrevesszük, hogy hullámosan kezd megismételni a mintát, oly gyakran, másodpercekben vagy másodpercedik másodpercben, ha keményen fújunk. Ugyanez történik a hullámokkal, és ebben a nagyságrendben hívjuk frekvenciának (f), és ez egy pont fordítottja, amelyet tiszta másodpercben mérünk. Ha összerakjuk, akkor a Hertzt úgy definiálhatjuk, mint egy részecske (egy hullám, papír, víz) rezgésének frekvenciáját egy biztosítási időszakban.

Itt láthatjuk a hullám alakját és annak megismétlődését egy adott időszak alatt. Az elsőben 1 Hz-es mérést végeztünk, mert egy másodperc alatt csak egy rezgést szenvedett el. És a második képen egy másodperc alatt 5 teljes alkalommal oszcillált. Képzelje el, hogy mekkora lenne 5 GHz-es frekvencia.

név	I szimbólum	Érték (Hz)
Microhercio	μHz	0.000001
Milihercio	mHz	0001
…	…	…
hertz	Hz	1
Decahercio	daHz	10
Hectoercio	HHZ	100
kilohertzet	kHz	1000
megahertz	MHz	1.000.000
gigahertz	GHz	1000000000
…	…	…

GHz a számításban

Most, hogy valóban tudjuk, mi a Hertz és honnan származik, itt az ideje, hogy alkalmazzuk a számítástechnikában.

A Hertz méri az elektronikus chip frekvenciáját, számunkra a legismertebb a processzor. Tehát a definíció átadása ehhez a Hertz az a műveletek száma, amelyet a processzor egy másodperc alatt elvégezhet. Így lehet mérni a processzor sebességét.

A számítógép processzora (és egyéb elektronikus alkatrészek) olyan eszköz, amely felelős bizonyos műveletek végrehajtásáért, amelyeket a fő memóriából küldünk el a programok által generált utasítások formájában. Ezután minden program fel van osztva feladatokra vagy folyamatokra, és viszont utasításokra, amelyeket a processzor egyenként hajt végre.

Minél heztebb a processzor, annál több műveletet vagy utasítást tud végrehajtani egy másodperc alatt. Általában ezt a frekvenciát " órasebességnek " is hívhatjuk, mivel az egész rendszert egy órajel szinkronizálja, így minden ciklus ugyanazon időtartamú, és az információtovábbítás tökéletes.

A CPU csak az elektromos jeleket érti

Amint megérti, az elektronikus alkatrész csak a feszültségeket és az erősítőket érti, jelet / nincs jel, tehát minden utasítást nullára és egyre kell lefordítani. Jelenleg a processzorok képesek egyidejűleg dolgozni akár 64 nullát és biteket tartalmazó bittel, és ez jelzi a feszültségjel jelenlétét vagy hiányát.

A CPU csak olyan sorozatú jeleket kap, amelyeket értelmezni képes a belső logikai kapuk szerkezetével , amelyek viszont tranzisztorokból állnak, amelyek felelősek az elektromos jelek áthaladásáért vagy átadásáért. Ily módon lehetséges „érthető jelentést” adni az ember számára matematikai és logikai műveletek formájában: összeadás, kivonás, szorzás, osztás, AMD, VAGY, NEM, NOR, XOR. Mindez és még néhány olyan művelet, amelyet a CPU hajt végre, és amelyet számítógépünkön játékok, programok, képek stb. Formájában látunk. Kíváncsi, igaz?

A GHz fejlődése

Nem mindig volt Gigahertz a levesben, valójában csaknem 50 évvel ezelőtt a mérnökök csak arról álmodoztak, hogy így nevezik el a processzorok frekvenciáját.

A kezdet sem volt rossz, az első, egyetlen chipre épített mikroprocesszor az Intel 4004 volt, egy 1970-ben kitalált kis csótány, amely forradalmasította a piacot azoknak a hatalmas vákuumszelep alapú számítógépeknek az után, amelyek még RGB-világítással sem rendelkeztek. Pontosan, elképzelted, volt egy idő, amikor az RGB nem létezett. A helyzet az, hogy ez a chip képes volt 4-bites karakterláncok feldolgozására 740 KHz frekvencián, egyébként nem rossz.

Nyolc évvel később, néhány modell után, megérkezett az Intel 8086, amely nem kevesebb, mint 16 bites processzor, amely 5-10 MHz- ig működött, és még mindig csótány alakú volt. Ez volt az első processzor, amely hihetetlen módon megvalósította az x86 architektúrát, amely jelenleg a processzorokon található. De ez az architektúra annyira jól kezelte az utasításokat, hogy a számítás előtt és utána is volt. Vannak olyanok is, mint például az IBM Power9 szerver számára, de kétségtelenül a személyi számítógépek 100% -a továbbra is x86-at használ.

De a DEC Alpha processzor volt az első RISC utasításokkal ellátott chip, amely 1992-ben elérte az 1 GHz-es akadályt, majd az AMD 1999-ben megérkezett Athlonjával, és ugyanabban az évben a Pentium III-ok elérték ezeket a frekvenciákat.

A processzor CPI-je

A jelenlegi korszakban vannak olyan processzorok, amelyek akár 5 GHz-re is képesek (másodpercenként 5 000 000 000 művelet), és tetejére, hogy nem csak egy, hanem akár 32 mag van egyetlen chipen. Minden mag képes ciklusonként még több műveletet végrehajtani, tehát a kapacitás megsokszorozódik.

A ciklusonkénti műveletek számát CPI-nek is hívják (nem szabad összetéveszteni a fogyasztói árindexrel). Az IPC egy processzor teljesítményének mutatója, jelenleg nagyon divatos a processzorok IPC mérése, mivel ez határozza meg, hogy mekkora a processzor.

Magyarázom el, hogy a CPU két alapeleme a magok és azok frekvenciája, de néha több mag megléte nem azt jelenti, hogy több IPC-vel rendelkezzenek, tehát elképzelhető, hogy egy 6-magos CPU kevésbé hatékony, mint egy 4-magos CPU.

A program utasításai szálakra vagy szakaszokra vannak felosztva, és a processzorba kerülnek, így ideális esetben egy teljes utasítás végrehajtása minden óraciklusban, ez IPC = 1. Ilyen módon minden ciklusban teljes utasítás jön és megy. De nem minden olyan ideális, mivel az utasítások nagymértékben függenek a program felépítésétől és a végrehajtandó műveletek típusától. A hozzáadás nem ugyanaz, mint a szorzás, és nem ugyanaz, ha egy programnak több szála van, mint egy.

Vannak olyan programok, amelyek mérik a processzor IPC-jét a lehető legjobban hasonló körülmények között. Ezek a programok az átlagos IPC-értéket úgy kapják meg, hogy kiszámítják a processzor által a program futtatásához szükséges időt. Ilyen sorozat:

Következtetés és érdekesebb linkek

Ez valóban nagyon érdekes téma, ez a Hertzről és arról, hogy miként mérhető a processzor sebessége. Valójában sok témáról beszélhet, de regényekhez hasonló cikket sem tudunk készíteni.

Legalább reméljük, hogy a Hertz jelentése , a frekvencia, a másodpercenkénti ciklusok és a CPI jól megmagyarázódtak. Most néhány érdekes útmutatót hagyunk a témához kapcsolódóan.

Ha bármilyen kérdése van a témával kapcsolatban, vagy szeretne rámutatni valamire, hagyjon nekünk egy megjegyzést a mezőbe.