Ghz: что такое и что такое гигагерц в вычислительной технике

Если вы вступаете в мир вычислительной техники и ищете процессоры для покупки, вы много раз читали ГГц, Гигагерц или Гигагерц. Все это точно так же, и нет, это не пищевая приправа, это мера, которая очень часто используется в вычислительной технике и технике.

Указатель содержания

Поэтому наименьшее, что мы можем сделать на данный момент, это объяснить, что измеряет эта мера и почему она так часто используется сегодня. Возможно, после этого вам станет яснее о многих вещах, с которыми вы сталкиваетесь каждый день в мире электроники.

Что такое ГГц или Гигагерц

ГГц - это аббревиатура для измерения, используемого в электронике под названием гигагерц на испанском языке, хотя мы также можем найти его как гигагерц. И это не совсем базовая мера, но это кратное Герц, в частности, речь идет о 10, 9 млн Герц.

Так что на самом деле нам нужно определить Герц, базовое измерение и откуда берутся килогерцы (кГц), мегагерцы (МГц) и гигагерцы (ГГц). Ну, эта мера была изобретена Генрихом Рудольфом Герцем, от фамилии которого и происходит название меры. Он был немецкий физик, который обнаружил, как электромагнитные волны распространяются в космосе. Так что на самом деле это измерение исходит из мира волн, а не только из вычислений.

Герц представляет один цикл в секунду, фактически до 1970 года Герц не назывался циклами. Если вы не знаете, цикл - это просто повторение события в единицу времени, которое в этом случае будет движением волны. Затем герц измеряет количество повторений волны во времени, которое может быть звуковым или электромагнитным. Но это также распространяется на колебания твердых тел или морских волн.

Если мы попытаемся продуть бумагу параллельно ее поверхности, мы заметим, что она начинает волнообразно повторять рисунок, повторяясь очень часто, в секундах или тысячных долях секунды, если мы сильно дуем. То же самое происходит с волнами, и при этой величине мы называем это частотой (f), и это инверсия периода, который измеряется в четких секундах. Если мы соберем все это вместе, мы можем определить Герц как частоту колебаний частицы (волны, бумаги, воды) в период страхования.

Здесь мы можем видеть форму волны и как она повторяется в течение периода. В первом случае мы имеем измерение 1 Гц, потому что за одну секунду он испытал только одно колебание. А на втором изображении за одну секунду он колебался 5 полных раз. Представьте себе, сколько будет 5 ГГц.

имя	символ I	Значение (Гц)
Microhercio	мкГц	0.000001
Milihercio	мГц	+0001
…	…	…
герц	Гц	1
Decahercio	daHz	10
Hectoercio	HHZ	100
килогерц	кГц	1000
мегагерц	МГц	1000000
гигагерц	ГГц	1000000000
…	…	…

ГГц в вычислениях

Теперь, когда мы действительно знаем, что такое Герц и откуда он, пришло время применить его к вычислениям.

Герц измеряет частоту электронного чипа, для нас самым известным является процессор. Таким образом, передавая ему определение, Герц - это число операций, которые процессор может выполнить за одну секунду. Так измеряется скорость процессора.

Процессор компьютера (и других электронных компонентов) представляет собой устройство, которое отвечает за выполнение определенных операций, которые отправляются из основной памяти в виде инструкций, которые генерируются программами. Затем каждая программа подразделяется на задачи или процессы и, в свою очередь, на инструкции, которые будут выполняться процессором одна за другой.

Чем больше герц процессора, тем больше операций или инструкций он может выполнить за секунду. В общем, мы также можем назвать эту частоту « тактовой частотой », поскольку вся система синхронизируется тактовым сигналом, так что каждый цикл длится одинаковое время, и передача информации является совершенной.

Процессор понимает только электрические сигналы

Как вы поймете, электронный компонент понимает только напряжение и усилитель, сигнал / отсутствие сигнала, поэтому все инструкции должны быть переведены в нули и единицы. В настоящее время процессоры способны работать одновременно со строками из 64 нулей и единиц, называемыми битами, и это представляет наличие или отсутствие сигнала напряжения.

Процессор получает только последовательность сигналов, которые он способен интерпретировать с помощью своей структуры внутренних логических элементов, которые, в свою очередь, состоят из транзисторов, которые отвечают за передачу или отсутствие прохождения электрических сигналов. Таким образом, можно придать человеку «понятное значение» в форме математических и логических операций: сложение, вычитание, умножение, деление, AMD, OR, NOT, NOR, XOR. Все эти и некоторые другие операции выполняются процессором и которые мы видим на нашем ПК в виде игр, программ, изображений и т. Д. Любопытно, правда?

Эволюция ГГц

У нас не всегда был гигагерц в супе, фактически, почти 50 лет назад инженеры просто мечтали когда-либо назвать частоту своих процессоров таким образом.

Начало также было неплохим, первым микропроцессором, реализованным на одном чипе, был Intel 4004, маленький таракан, изобретенный в 1970 году, который произвел революцию на рынке после тех огромных компьютеров на основе вакуумных клапанов, которые даже не имели RGB-освещения. Точно, было время, когда RGB не существовало, представьте себе. Дело в том, что этот чип был способен обрабатывать 4-битные строки на частоте 740 кГц, что неплохо, кстати.

Восемь лет спустя, и после нескольких моделей, появился Intel 8086, процессор не менее 16 бит, который работал от 5 до 10 МГц и по-прежнему имел форму таракана. Это был первый процессор, реализовавший архитектуру x86, которую мы в настоящее время имеем на процессорах, невероятно. Но эта архитектура была настолько хороша в обработке инструкций, что была до и после в вычислениях. Также были и другие, такие как IBM Power9 для серверов, но, несомненно, 100% персональных компьютеров продолжают использовать x86.

Но это был процессор DEC Alpha, первый чип с инструкциями RISC, который достиг барьера в 1 ГГц в 1992 году, затем AMD пришла со своим Athlon в 1999 году, и в том же году Pentium III достиг этих частот.

ИПЦ процессора

В нынешнюю эпоху у нас есть процессоры, способные работать на частоте до 5 ГГц (5 000 000 000 операций в секунду), и в довершение всего они имеют не только одно, но и до 32 ядер на одном чипе. Каждое ядро ​​способно выполнять еще больше операций за цикл, поэтому емкость увеличивается.

Количество операций в цикле также называется ИПЦ (не путать с индексом потребительских цен). IPC является показателем производительности процессора, в настоящее время очень модно измерять IPC процессоров, поскольку это определяет, насколько хорош процессор.

Позвольте мне объяснить, что два основных элемента ЦП - это ядра и их частота, но иногда наличие большего количества ядер не подразумевает наличия большего количества IPC, поэтому возможно, что 6-ядерный ЦП менее мощный, чем 4-ядерный.

Инструкции программы делятся на потоки или этапы и вводятся в процессор таким образом, чтобы в идеале полная инструкция выполнялась в каждом тактовом цикле, это было бы IPC = 1. Таким образом, в каждом цикле полная инструкция будет приходить и уходить. Но не все так идеально, поскольку инструкции во многом зависят от того, как построена программа и от типа выполняемых операций. Добавление - это не то же самое, что умножение, и не то же самое, если программа имеет несколько потоков как один.

Существуют программы для измерения IPC процессора в максимально схожих условиях. Эти программы получают среднее значение IPC путем вычисления времени, которое требуется процессору для запуска программы. Сериал как это:

Заключение и более интересные ссылки

Это действительно очень интересная тема, посвященная Герцу и тому, как измеряется скорость процессора. Это действительно дает много тем для разговоров, но мы не можем сделать статью похожей на роман.

По крайней мере, мы надеемся, что значение Герца, частота, количество циклов в секунду и ИПЦ были хорошо объяснены. Теперь мы оставляем вам несколько интересных уроков, связанных с этой темой.

Если у вас есть какие-либо вопросы по теме или вы хотите что-то указать, оставьте нам комментарий в поле.