Vad betyder GHz i en dataprocessor?

En av de mest kända åtgärderna för processorns prestanda är ett givet chips hastighet i gigahertz. Processorer med högre GHz-betyg kan teoretiskt göra mer i en given tidsenhet än processorer med lägre GHz-betyg. Processorns hastighetsklassificering är dock bara en av många faktorer som påverkar hur snabbt det faktiskt behandlar data. Med tanke på att vissa specialiserade applikationer kan vara mycket beräkningsmässigt krävande är det viktigare att välja den snabbaste datorn än att köpa en maskin med högsta klockhastighet.

Systemklockor

Processorer arbetar enligt en klocka som slår ett visst antal gånger per sekund, vanligtvis uppmätt i gigahertz. Till exempel har en 3, 1-GHz-processor en klocka som slår 3, 1 miljarder gånger per sekund. Varje klocktakt representerar en möjlighet för processorn att manipulera ett antal bitar som motsvarar dess kapacitet - 64-bitars processorer kan fungera på 64 bitar i taget, medan 32-bitars processorer arbetar med 32 bitar i taget.

Intern vs Extern

Klockan som vanligtvis ingår i marknadsföringsmaterial är den interna klockan, men en processor har också en extern klocka som bestämmer hur snabbt processorn kan kommunicera med omvärlden. Den interna klockan representerar hur snabbt processorn kan manipulera de data som den redan har, medan den externa klockan anger hur snabbt den kan läsa den information som den behöver manipulera eller hur snabbt den kan mata ut de manipulerade data. Från och med publiceringsdatumet är externa klockor ofta signifikant långsammare än interna klockor. Till exempel, medan en processor kan köras vid 3 GHz, kan dess externa klocka var som helst från några hundra MHz till 1 GHz. Eftersom den externa klockan bestämmer hur snabbt processorn kan kommunicera med systemets minne, har det en betydande inverkan på processorns verkliga hastighet.

Klockor och instruktioner

Skillnaden mellan processorns interna och externa klockhastigheter är en begränsning av dess prestanda. En annan är antalet klockor som krävs för att utföra en instruktion. Medan vissa instruktioner kan slutföras i ett klockflik kan det t ex ta fyra fästingar för att slutföra en multiplikationsoperation. Detta skulle göra en processor som kan till exempel lägga till 4 GHz i en som multipliceras med en effektiv hastighet på 1 GHz.

Få alltid att falla på plats

De tre faktorer som identifieras här fungerar tillsammans för att bestämma hur snabbt en viss processor ska fungera. Sextiofyra bitars chips arbetar med dubbelt så mycket data på en gång som 32-bitars chips, vilket ger dem en betydande prestationsökning. Processorer med snabbare externa klockor kan också utbyta data med datorn snabbare än de med långsamma externa klockor. Slutligen kan processorer med effektivare instruktionssatser som kan göra mer arbete i färre klockcykler springa snabbare än de som behöver fler cykler för att slutföra en instruktion. När du har gjort alla dessa faktorer lika, jämför processorer för att se vilken som är snabbare genom att titta på den interna klockhastighetens gigahertz-betyg.