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-Werten können theoretisch in einer bestimmten Zeiteinheit mehr leisten als Prozessoren mit niedrigeren GHz-Werten. Die Geschwindigkeitsstufe des Prozessors ist jedoch nur einer von vielen Faktoren, die die tatsächliche Verarbeitung von Daten beeinflussen. Da einige spezialisierte Anwendungen sehr rechenintensiv sein können, ist die Wahl des schnellsten Computers wichtiger als der Kauf einer Maschine mit der höchsten Taktrate.

Systemuhren

Prozessoren arbeiten nach einer Uhr, die eine bestimmte Anzahl von Malen pro Sekunde übertrifft, normalerweise in Gigahertz gemessen. Ein 3, 1-GHz-Prozessor hat beispielsweise einen Takt, der 3, 1 Milliarden Mal pro Sekunde übertrifft. Jeder Taktschlag stellt eine Möglichkeit für den Prozessor dar, eine der Kapazität entsprechende Anzahl von Bits zu manipulieren. 64-Bit-Prozessoren können jeweils mit 64 Bit arbeiten, während 32-Bit-Prozessoren mit jeweils 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 Daten bearbeiten kann, die er bereits hat, während die externe Uhr angibt, wie schnell er die Informationen lesen kann, die er bearbeiten muss, oder wie schnell er die manipulierten Daten ausgeben kann. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung sind externe Uhren häufig wesentlich langsamer als interne Uhren. Während ein Prozessor beispielsweise mit 3 GHz läuft, könnte sein externer Takt irgendwo zwischen einigen hundert MHz und 1 GHz liegen. Da die externe Uhr bestimmt, wie schnell der Prozessor mit dem Arbeitsspeicher des Systems kommunizieren kann, hat dies erhebliche Auswirkungen auf die reale Geschwindigkeit Ihres Prozessors.

Uhren und Anweisungen

Der Unterschied zwischen den internen und externen Taktraten eines Prozessors ist eine Einschränkung der Leistung. Eine andere ist die Anzahl der Taktschritte, die zum Ausführen einer Anweisung erforderlich sind. Während einige Anweisungen in einem Takttakt ausgeführt werden können, könnte es zum Beispiel vier Ticks dauern, um eine Multiplikationsoperation abzuschließen. Dies würde einen Prozessor, der sich beispielsweise bei 4 GHz addieren lässt, zu einem Prozessor machen, der sich mit einer effektiven Geschwindigkeit von 1 GHz multipliziert.

Alles zusammenfügen

Die drei hier genannten Faktoren arbeiten zusammen, um zu bestimmen, wie schnell ein bestimmter Prozessor arbeitet. Vierundsechzig-Bit-Chips arbeiten mit doppelt so vielen Daten gleichzeitig wie 32-Bit-Chips und bieten so eine deutliche Leistungssteigerung. Prozessoren mit schnelleren externen Uhren können Daten schneller mit dem Computer austauschen als solche mit langsameren externen Uhren. Schließlich laufen Prozessoren mit effizienteren Befehlssätzen, die mehr Arbeit in weniger Taktzyklen erledigen können, schneller als diejenigen, die mehr Zyklen benötigen, um einen Befehl zu beenden. Wenn Sie alle diese Faktoren gleich gemacht haben, vergleichen Sie die Prozessoren, um zu sehen, welcher schneller ist, indem Sie die Gigahertz-Bewertung des internen Takts betrachten.