Ghz: kas yra ir kas yra kompiuterių gigahercas

Jei pateksite į skaičiavimo pasaulį ir ieškosite procesorių, kuriuos norėtumėte nusipirkti, daug kartų būsite perskaitę GHz arba Gigahertz ar Gigahertzio. Visa tai yra visiškai ta pati, ir ne, tai nėra maisto prieskoniai, tai priemonė, kuri labai dažnai naudojama skaičiavimo ir inžinerijos srityse.

Turinio rodyklė

Taigi mažiausiai, ką šiuo metu galime padaryti, yra paaiškinti, ką ši priemonė matuoja ir kodėl ji šiandien naudojama tiek daug. Galbūt po to jums bus aiškiau apie daugelį dalykų, su kuriais kasdien susiduriate elektronikos pasaulyje.

Kas yra GHz arba Gigahercai

GHz yra elektronikoje naudojamo matavimo santrumpa, pavadinta „ Gigahertz“ ispanų kalba, nors ją galime rasti ir kaip „ Gigahertz“. Ir tai tikrai nėra pagrindinė priemonė, bet tai yra daugkartinis iš „Hertz“, konkrečiai mes kalbame apie 10, 9 mln.

Taigi iš tikrųjų tai, ką turėsime apibrėžti, yra „Hertz“, bazinis matavimas ir iš kur kyla „ Kilohertz“ (kHz), „Megahertz“ (Mhz) ir „Gigahertz“ (GHz). Na, šią priemonę sugalvojo Heinrichas Rudolfas Hertzas, iš kurio pavardės kilęs priemonės pavadinimas. Jis buvo vokiečių fizikas, atradęs, kaip elektromagnetinės bangos sklinda erdvėje. Taigi iš tikrųjų šis matavimas ateina iš bangų pasaulio, o ne vien tik iš skaičiavimo.

„Hertz“ reiškia vieną ciklą per sekundę, iš tikrųjų iki 1970 m. „Hertz“ nebuvo vadinamas ciklais. Jei nežinote, ciklas yra paprasčiausias įvykio per laiko vienetą kartojimas, kuris šiuo atveju bus bangos judėjimas. Tuomet „Hertz“ matuoja, kiek kartų banga kartojasi laike, kuri gali būti garsinė ar elektromagnetinė. Bet tai taip pat gali būti kietų medžiagų virpesiai ar jūros bangos.

Jei bandysime pūsti popierių lygiagrečiai jo paviršiui, pastebėsime, kad jis pradeda banguoti, kartodamas modelį taip dažnai, sekundėmis ar tūkstantosiomis sekundės dalimis, jei smarkiai pūstame. Tas pats atsitinka su bangomis, ir tokiu mastu mes ją vadiname dažniu (f), ir tai yra periodo atvirkštinė dalis, matuojama aiškiomis sekundėmis (-ėmis) . Jei sudėsime viską kartu, galime apibrėžti „Hertz“ kaip dalelių (bangos, popieriaus, vandens) svyravimo dažnį draudimo laikotarpiu.

Čia galime pamatyti bangos formą ir tai, kaip ji kartojasi tam tikru laikotarpiu. Pirmajame matuojame 1 Hz, nes per vieną sekundę jis patyrė tik vieną virpesį. O antrame paveikslėlyje per vieną sekundę jis virpa 5 kartus. Įsivaizduokite, kiek tada būtų 5 GHz.

Vardas	Simbolis	Vertė (Hz)
Mikrohercas	µHz	0, 000001
Millihertz	mHz	0, 001
…	…	…
Hertz	Hz	1
Dekahercas	daHz	10
Hektoertis	HHz	100
Kilohertzas	kHz	1000
Megahercas	MHz	1 000 000
Gigahercai	GHz	1 000 000 000
…	…	…

GHz skaičiavime

Dabar, kai mes tikrai žinome, kas yra „Hertz“ ir iš kur jis kilęs, laikas jį pritaikyti skaičiavimui.

„Hertz“ matuoja elektroninės lusto dažnį, mums labiausiai žinomas yra procesorius. Taigi perkėlus apibrėžimą į „Hertz“ yra operacijų, kurias procesorius gali atlikti per vieną sekundę, skaičius. Taip matuojamas procesoriaus greitis.

Kompiuterio (ir kitų elektroninių komponentų) procesorius yra įrenginys, atsakingas už tam tikrų operacijų, kurios siunčiamos iš pagrindinės atminties instrukcijų, kurias sukuria programos, atlikimą. Tada kiekviena programa yra padalinta į užduotis arba procesus, o savo ruožtu - į instrukcijas, kurias procesorius vykdys po vieną.

Kuo daugiau hercų turi procesorius, tuo daugiau operacijų ar instrukcijų jis gali atlikti per sekundę. Paprastai šį dažnį galime vadinti ir „ laikrodžio greičiu “, nes visa sistema sinchronizuojama pagal laikrodžio signalą, kad kiekvienas ciklas truktų tą patį laiką, o informacijos perdavimas būtų tobulas.

Centrinis procesorius supranta tik elektrinius signalus

Kaip jūs suprasite, elektroninis komponentas supranta tik įtampą ir stiprintuvus, signalo nėra / jokio signalo, todėl visos instrukcijos turi būti išverstos į nulius ir tas. Šiuo metu procesoriai sugeba vienu metu dirbti su iki 64 nulių ir vienetų, vadinamų bitais, eilutėmis, ir tai rodo įtampos signalo buvimą ar nebuvimą.

Centrinis procesorius gauna tik keletą signalų, kuriuos sugeba interpretuoti pagal savo vidinių loginių vartų, kuriuos savo ruožtu sudaro tranzistoriai, atsakingi už elektrinių signalų praleidimą ar praleidimą, struktūrą. Tokiu būdu galima suteikti jam „suprantamą prasmę“ matematikos ir loginių operacijų pavidalu: sudėti, atimti, dauginti, dalinti, AMD, ARBA, NE, NE, NOR, XOR. Visos šios ir dar kelios yra operacijos, kurias atlieka procesorius ir kurias mes matome savo kompiuteryje žaidimų, programų, vaizdų ir kt. Pavidalu. Smalsu, tiesa?

GHz raida

Gigahercą sriuboje ne visada turėjome, iš tikrųjų beveik prieš 50 metų inžinieriai tiesiog svajojo kada nors tokiu būdu įvardinti savo procesorių dažnį.

Pradžia taip pat nebuvo bloga - pirmasis mikroprocesorius, įdiegtas į vieną mikroschemą, buvo „ Intel 4004“, mažas tarakonas, išrastas 1970 m., Kuris revoliuciją rinkoje sukėlė po milžiniškais vakuuminių vožtuvų pagrįstais kompiuteriais, kurie net neturėjo RGB apšvietimo. Tiksliai, buvo laikas, kai RGB neegzistavo, įsivaizduokite. Beje, ši mikroschema, beje, galėjo apdoroti 4 bitų eilutes 740 KHz dažniu.

Po aštuonerių metų ir jau po kelių modelių pasirodė „ Intel 8086“, ne mažiau kaip 16 bitų procesorius, veikęs nuo 5 iki 10 MHz, ir vis dar formuojantis tarakoną. Tai buvo pirmasis procesorius, kuris neįtikėtinai įdiegė x86 architektūrą, kurią šiuo metu turime procesoriuose. Bet ši architektūra buvo tokia gera tvarkant instrukcijas, kad ji buvo prieš ir po skaičiavimo. Yra buvę ir kitų, pavyzdžiui, „ IBM Power9“, skirtų serveriams, tačiau neabejotinai 100% asmeninių kompiuterių ir toliau naudoja x86.

Būtent DEC Alpha procesorius buvo pirmasis lustas su RISC instrukcijomis, kuris 1 GHz barjerą pasiekė 1992 m., Tada AMD atvyko su savo „Athlon“ 1999 m., O tais pačiais metais „Pentium III“ pasiekė šiuos dažnius.

Procesoriaus VKI

Dabartinėje eroje yra procesoriai, galintys pasiekti iki 5 GHz dažnį (5 000 000 000 operacijų per sekundę). Be to, jie turi ne vieną, o 32 branduolius viename luste. Kiekvienas šerdis yra pajėgus atlikti dar daugiau operacijų per ciklą, todėl talpa padaugėja.

Vieno ciklo operacijų skaičius taip pat vadinamas VKI (nereikia painioti su vartotojų kainų indeksu). IPC yra procesoriaus našumo rodiklis, šiuo metu labai madinga matuoti procesorių IPC, nes tai lemia, koks geras yra procesorius.

Paaiškinsiu, du pagrindiniai procesoriaus elementai yra šerdys ir jų dažnis, tačiau kartais turintys daugiau branduolių nereiškia, kad turi daugiau IPC, todėl gali būti, kad 6 branduolių CPU yra mažiau galingas nei 4 branduolių CPU.

Programos instrukcijos yra padalintos į gijas arba etapus ir įvedamos į procesorių taip, kad idealiu atveju, jei kiekviename laikrodžio cikle būtų vykdoma visa instrukcija, tai būtų IPC = 1. Tokiu būdu kiekviename cikle ateis ir išeis visa instrukcija. Tačiau ne viskas yra taip idealu, nes instrukcijos daugiausia priklauso nuo programos sudarymo būdo ir atliktinų operacijų tipo. Pridėjimas nėra tas pats, kas daugyba, taip pat nėra tas pats, jei programa turi keletą gijų, kaip tik vieną.

Yra programų, skirtų procesoriaus IPK matuoti kuo panašiomis sąlygomis. Šios programos gauna vidutinę IPK vertę apskaičiuodamos laiką, kurio reikia procesoriui paleisti programą. Serijos tokios:

Išvada ir įdomesnės nuorodos

Tai tikrai labai įdomi tema, ši apie „Hertz“ ir kaip matuojamas procesoriaus greitis. Tai tikrai leidžia kalbėti daugeliu temų, bet mes taip pat negalime sukurti tokio straipsnio kaip romanai.

Bent jau tikimės, kad „ Hertz“ reikšmė , dažnis, ciklai per sekundę ir VKI buvo gerai paaiškintos. Dabar paliekame jums keletą įdomių vadovėlių, susijusių su šia tema.

Jei turite klausimų šia tema ar norite ką nors nurodyti, palikite mums komentarą laukelyje.