Ghz: ce este și ce este un gigahertz în calcul

Dacă intri în lumea calculatoarelor și te uiți la procesoare pentru a cumpăra, vei citi GHz sau Gigahertz sau Gigahertzio de multe ori. Toate acestea sunt exact aceleași și nu, nu este un condiment alimentar, ci este o măsură care se folosește foarte des în calculatoare și inginerie.

Indice de conținut

Așadar, cel mai puțin ce putem face în acest moment este să explicăm ce măsoară această măsură și de ce este folosită atât de mult astăzi. Poate că după aceasta, vei fi mai clar în ceea ce privește multe lucruri pe care le întâlnești în fiecare zi în lumea electronică.

Ce este un GHz sau Gigahertz

GHz este prescurtarea pentru o măsurătoare folosită în electronică numită Gigahertz în spaniolă, deși o putem găsi și ca Gigahertz. Și nu este într-adevăr o măsură de bază, dar este un multiplu de Hertz, mai exact vorbim de 10, 9 milioane Hertz.

Deci, ceea ce va trebui să definim este Hertz, măsurarea bazelor și de unde provin Kilohertz (kHz), Megahertz (Mhz) și Gigahertz (GHz). Ei bine, această măsură a fost inventată de Heinrich Rudolf Hertz, de la al cărui nume de familie provine numele măsurii. A fost un fizician german care a descoperit modul în care undele electromagnetice se propagă în spațiu. Deci, cu adevărat această măsurare provine din lumea undelor și nu pur din calcul.

Un Hertz reprezintă un ciclu pe secundă, de fapt, până în 1970, Hertz nu a fost numit cicluri. În cazul în care nu știți, un ciclu este pur și simplu repetarea unui eveniment pe unitatea de timp, care în acest caz va fi mișcarea unei unde. Apoi, un Hertz măsoară numărul de ori se repetă o undă în timp, care poate fi sonoră sau electromagnetică. Dar acest lucru este extensibil și la vibrațiile solidelor sau la valurile mării.

Dacă vom încerca să aruncăm o hârtie paralelă cu suprafața sa, vom observa că aceasta începe să se unduleze repetând modelul de fiecare dată, în câteva secunde sau mii de secundă dacă vom sufla tare. La fel se întâmplă și cu undele, iar la această mărime o numim frecvență (f) și este inversa unei perioade, care este măsurată în secunde (e) clare. Dacă o punem pe toate, putem defini Hertz ca frecvența în oscilația unei particule (a unei unde, a hârtiei, a apei) într-o perioadă de asigurare.

Aici putem vedea forma unui val și cum se repetă într-o perioadă. În prima, avem măsurarea de 1 Hz, deoarece într-o secundă a suferit doar o oscilație. Și în a doua imagine, într-o singură secundă a oscilat de 5 ori complete. Imaginează-ți atunci cât ar fi 5 GHz.

nume	simbolul I	Valoare (Hz)
Microhercio	pHz	0.000001
Milihercio	mHz	0, 001
…	…	…
hertzi	Hz	1
Decahercio	daHz	10
Hectoercio	hhz	100
kilohertzi	kHz	1000
megahertzi	MHz	1.000.000
gigahertzi	GHz	1000000000
…	…	…

GHz în calcul

Acum că știm cu adevărat ce este un Hertz și de unde provine, este timpul să îl aplicăm la calcul.

Hertz măsoară frecvența unui cip electronic, pentru noi, cel mai cunoscut este procesorul. Prin urmare, transferând definiția la acesta, un Hertz este numărul de operații pe care un procesor le poate face într-o perioadă de o secundă. Astfel se măsoară viteza unui procesor.

Procesorul unui computer (și al altor componente electronice) este un dispozitiv care este responsabil pentru efectuarea anumitor operații care sunt trimise din memoria principală sub formă de instrucțiuni generate de programe. Apoi, fiecare program este subdivizat în sarcini sau procese și, la rândul său, în instrucțiuni, care vor fi executate unul câte unul de către procesor.

Cu cât un procesor are mai mult hertz, cu atât mai multe operații sau instrucțiuni poate fi efectuat într-o secundă. În comun, putem numi această frecvență „ viteza de ceas ”, deoarece întregul sistem este sincronizat cu ajutorul unui semnal de ceas, astfel încât fiecare ciclu să dureze același timp și transferul de informații să fie perfect.

CPU înțelege doar semnalele electrice

După cum veți înțelege, o componentă electronică înțelege doar tensiunile și amperiile, semnalul / fără semnal, deci toate instrucțiunile trebuie traduse în zerouri și altele. În prezent, procesoarele sunt capabile să funcționeze simultan cu șiruri de până la 64 de zerouri și altele, numite biți, și reprezintă prezența sau absența unui semnal de tensiune.

CPU primește doar o succesiune de semnale pe care este capabilă să le interpreteze cu structura sa de porți logice interne , care la rândul lor sunt compuse din tranzistoare care sunt responsabile pentru trecerea sau nu trecerea semnalelor electrice. În acest fel, este posibil să se dea un „sens inteligibil” ființei umane, sub formă de operații matematice și logice: adunare, scădere, înmulțire, diviziune, AMD, SAU, NU, NOR, XOR. Toate acestea și altele sunt operațiunile pe care le face procesorul și pe care le vedem pe computerul nostru sub formă de jocuri, programe, imagini etc. Curios, nu?

Evoluția GHz

Nu am avut întotdeauna Gigahertz în ciorbă, de fapt, în urmă cu aproape 50 de ani, inginerii doar visau să numească frecvența procesoarelor lor în acest fel.

Nici începutul nu a fost rău, primul microprocesor implementat pe un singur cip a fost Intel 4004, un gândac mic inventat în 1970 care a revoluționat piața după acele imense computere bazate pe valve cu vid, care nu aveau nici măcar iluminat RGB. Exact, a fost o perioadă în care RGB nu exista, imaginați-vă. Cert este că acest cip a fost capabil să proceseze șiruri pe 4 biți cu o frecvență de 740 KHz, nu este rău, apropo.

Opt ani mai târziu, și după câteva modele, a ajuns Intel 8086, un procesor de nu mai puțin de 16 biți care a funcționat de la 5 la 10 MHz și care era încă în formă de gandaci. A fost primul procesor care a implementat arhitectura x86, pe care o avem în prezent pe procesoare, incredibil. Dar această arhitectură a fost atât de bună la manipularea instrucțiunilor, încât a fost un înainte și după în calcul. Au existat și altele precum Power9 pentru IBM pentru servere, dar, fără îndoială, 100% din calculatoarele personale continuă să folosească x86.

Dar a fost procesorul DEC Alpha primul cip cu instrucțiuni RISC care a ajuns la bariera de 1 GHz în 1992, apoi AMD a ajuns cu Athlon-ul său în 1999 și în același an Pentium IIIs a atins aceste frecvențe.

IPC al unui procesor

În epoca actuală avem procesoare care sunt capabile să ajungă până la 5 GHz (5.000.000.000 de operații pe secundă) și pentru a-l depăși nu au doar unul, ci până la 32 de nuclee pe un singur cip. Fiecare nucleu este capabil să efectueze și mai multe operații pe ciclu, deci capacitatea se înmulțește.

Numărul de operațiuni pe ciclu se mai numește IPC (nu trebuie confundat cu indicele prețurilor de consum). IPC este un indicator al performanței unui procesor, în prezent este foarte la modă să măsoare IPC-ul procesoarelor, deoarece acest lucru determină cât de bun este un procesor.

Permiteți-mi să explic, două elemente de bază ale unui procesor sunt nucleele și frecvența lor, dar uneori a avea mai multe nuclee nu înseamnă că aveți mai multe IPC-uri, deci este posibil ca un procesor cu 6 nuclee să fie mai puțin puternic decât un procesor cu 4 nuclee.

Instrucțiunile unui program sunt împărțite în fire sau etape și sunt introduse în procesor astfel încât, în mod ideal, să fie efectuată o instrucțiune completă în fiecare ciclu de ceas, aceasta ar fi IPC = 1. În acest fel, în fiecare ciclu, o instrucțiune completă avea să vină și să meargă. Dar nu totul este atât de ideal, deoarece instrucțiunile depind în mare măsură de modul în care este construit programul și de tipul de operații care trebuie efectuate. Adăugarea nu este la fel ca înmulțirea și nici nu este aceeași dacă un program are mai multe fire ca doar unul.

Există programe pentru măsurarea IPC a unui procesor în condiții cât mai similare. Aceste programe obțin o valoare IPC medie calculând timpul necesar procesorului pentru a rula un program. Serii de acest fel:

Concluzie și legături mai interesante

Este cu adevărat un subiect foarte interesant, acesta despre Hertz și cum se măsoară viteza unui procesor. Chiar dă multe subiecte despre care să vorbim, dar nici nu putem face un articol precum romanele.

Cel puțin sperăm că sensul Hertz-ului, frecvența, ciclurile pe secundă și IPC au fost bine explicate. Acum vă lăsăm câteva tutoriale interesante legate de subiect.

Dacă aveți întrebări despre subiect sau doriți să punctați ceva, lăsați-ne un comentariu în casetă.