GHz: kas ir un kas ir gigahercs skaitļošanā

Ja jūs ieejat skaitļošanas pasaulē un meklējat procesorus, lai iegādātos, jums būs vairākas reizes lasījis GHz vai Gigahertz vai Gigahertzio. Tas viss ir tieši tāds pats, un nē, tas nav pārtikas piedevas, tas ir pasākums, ko ļoti bieži izmanto skaitļošanā un inženierijā.

Satura rādītājs

Tāpēc vismazāk, ko šajā brīdī varam darīt, ir izskaidrot, ko mēra šis pasākums un kāpēc mūsdienās to tik ļoti izmanto. Varbūt pēc tam jums būs skaidrāks par daudzām lietām, ar kurām jūs katru dienu sastopaties elektronikas pasaulē.

Kas ir GHz vai Gigahercs

GHz ir elektronikā izmantotā mērījuma saīsinājums, ko spāņu valodā sauc par Gigahertz, lai gan mēs to varam atrast arī kā Gigahertz. Un tas patiesībā nav pamata pasākums, bet tas ir Hertz skaitlis, īpaši, mēs runājam par 10, 9 miljoniem Hertz.

Tātad patiešām tas, kas mums būs jādefinē, ir Hertz, bāzes mērījums un no kurienes nāk Kilohertz (kHz), Megahertz (Mhz) un Gigahertz (GHz). Šo mēru izgudroja Heinrihs Rūdolfs Hercs, no kura uzvārda nāk mēra vārds. Viņš bija vācu fiziķis, kurš atklāja, kā elektromagnētiskie viļņi izplatās kosmosā. Tātad tiešām šis mērījums nāk no viļņu pasaules, nevis tikai no skaitļošanas.

Hercs apzīmē vienu ciklu sekundē, patiesībā līdz 1970. gadam Hercs netika saukts par cikliem. Gadījumā, ja jūs nezināt, cikls ir vienkārši notikuma atkārtošana uz laika vienību, kas šajā gadījumā būs viļņa kustība. Tad Herts mēra, cik reizes vilnis atkārtojas laikā, tas var būt gan skaņas, gan elektromagnētiskais. Bet tas ir attiecināms arī uz cieto vielu vibrācijām vai jūras viļņiem.

Ja mēģināsim izpūst papīru paralēli tā virsmai, mēs pamanīsim, ka tas sāk viļņoties, atkārtojot modeli ik pēc tik bieži, sekundēs vai sekundes tūkstošdaļās, ja smagi pūšam. Tas pats notiek ar viļņiem, un šajā lielumā mēs to saucam par frekvenci (f), un tas ir perioda apgriezts lielums, ko mēra skaidrās sekundēs (s) . Ja mēs to visu saliekam, mēs varam definēt hercu kā daļiņas (viļņa, papīra, ūdens) svārstību frekvenci apdrošināšanas periodā.

Šeit mēs varam redzēt viļņa formu un to, kā tas periodiski atkārtojas. Pirmajā mums ir 1 Hz mērījums, jo vienā sekundē tas ir piedzīvojis tikai vienu svārstību. Un otrajā attēlā vienā sekundē tas ir svārstījies 5 reizes. Tad iedomājieties, cik daudz būtu 5 GHz.

Vārds	Simbols	Vērtība (Hz)
Mikrohercs	µHz	0, 000001
Millihertz	mHz	0, 001
…	…	…
Hercs	Hz	1
Dekaherts	daHz	10
Hektoertijs	HHz	100
Kilohertz	kHz	1000
Megahercs	MHz	1 000 000
Gigahercs	GHz	1 000 000 000
…	…	…

GHz skaitļošanā

Tagad, kad mēs patiešām zinām, kas ir hercs un no kurienes tas nāk, ir pienācis laiks to izmantot skaitļošanā.

Hertz mēra elektroniskās mikroshēmas frekvenci, mums vispazīstamākais ir procesors. Tātad, pārnesot definīciju uz to, hercs ir operāciju skaits, ko procesors var veikt vienas sekundes laikā. Tādējādi tiek izmērīts procesora ātrums.

Datora (un citu elektronisko komponentu) procesors ir ierīce, kas ir atbildīga par noteiktu darbību veikšanu, kuras no galvenās atmiņas tiek nosūtītas programmu veidā, kuras ģenerē programmas. Pēc tam katra programma tiek sadalīta uzdevumos vai procesos, savukārt pārvēršot instrukcijās, kuras procesors izpildīs pa vienam.

Jo vairāk hercu ir procesoram, jo ​​vairāk darbību vai instrukciju tas var veikt sekundē. Parasti šo frekvenci varam saukt arī par " pulksteņa ātrumu ", jo visa sistēma tiek sinhronizēta ar pulksteņa signālu, lai katrs cikls ilgst vienādu laiku un informācijas pārsūtīšana būtu nevainojama.

CPU saprot tikai elektriskos signālus

Kā jūs sapratīsit, elektroniskais komponents saprot tikai spriegumus un ampērus, signālu / nav signāla, tāpēc visas instrukcijas ir jātulko nullēs un tajās. Pašlaik procesori spēj vienlaikus strādāt ar virknēm līdz 64 nullēm un tām, ko sauc par bitiem, un tas norāda sprieguma signāla esamību vai neesamību.

CPU saņem tikai virkni signālu, ko tas spēj interpretēt ar savu iekšējo loģisko vārtu struktūru , kurus savukārt veido tranzistori, kas ir atbildīgi par elektrisko signālu nodošanu vai neizlaišanu. Šādā veidā matemātisko un loģisko operāciju veidā ir iespējams tai piešķirt “saprotamu nozīmi” cilvēkam: saskaitīšana, atņemšana, reizināšana, dalīšana, AMD, VAI, NAV, NOR, XOR. Visas šīs un vēl dažas ir operācijas, kuras veic centrālais procesors, un kuras mēs redzam uz mūsu datora spēļu, programmu, attēlu utt. Veidā. Ziņkārīgs, vai ne?

GHz evolūcija

Mums vienmēr nav bijis Gigahercu zupā, faktiski pirms gandrīz 50 gadiem inženieri vienkārši sapņoja kādreiz nosaukt savu procesoru frekvenci šādā veidā.

Arī sākums nebija slikts, pirmais mikroprocesors, kas tika ieviests vienā mikroshēmā, bija Intel 4004, mazs prusaks, kas tika izgudrots 1970. gadā un radīja revolūciju tirgū pēc tiem milzīgajiem datoriem, kuru pamatā ir vakuuma vārsti un kuriem pat nebija RGB apgaismojuma. Tieši tā, bija laiks, kad RGB neeksistēja, iedomājieties. Fakts ir tāds, ka šī mikroshēma, starp citu, bija spējīga apstrādāt 4 bitu virknes ar frekvenci 740 KHz, kas, starp citu, nav slikti.

Astoņus gadus vēlāk un pēc dažiem modeļiem ieradās Intel 8086, kas bija ne mazāk kā 16 bitu procesors, kas strādāja no 5 līdz 10 MHz un joprojām bija veidots kā tarakāns. Tas bija pirmais procesors, kas neticami ieviesa x86 arhitektūru, kāda mums šobrīd ir uz procesoriem. Bet šī arhitektūra bija tik laba, lai apstrādātu instrukcijas, ka tā bija pirms un pēc skaitļošanas. Ir bijuši arī citi, piemēram, IBM Power9 serveriem, taču neapšaubāmi 100% personālo datoru turpina lietot x86.

Bet tieši DEC Alpha procesors bija pirmā mikroshēma ar RISC norādījumiem, kas 1992. gadā sasniedza 1 GHz barjeru, pēc tam AMD ieradās ar savu Athlon 1999. gadā un tajā pašā gadā Pentium III sasniedza šīs frekvences.

Procesora PCI

Pašreizējā laikmetā mums ir procesori, kas spēj sasniegt līdz 5 GHz (5 000 000 000 operāciju sekundē), un, lai to papildinātu, vienā mikroshēmā ir ne tikai viens, bet līdz 32 kodoliem. Katrs kodols ir spējīgs veikt vēl vairāk operāciju vienā ciklā, tāpēc kapacitāte palielinās.

Darbību skaits vienā ciklā tiek saukts arī par PCI (to nedrīkst sajaukt ar patēriņa cenu indeksu). IPC ir procesora veiktspējas rādītājs, šobrīd ir ļoti moderni izmērīt procesora IPK, jo tas nosaka, cik labs ir procesors.

Ļaujiet man paskaidrot, divi CPU pamatelementi ir serdeņi un to frekvence, taču dažreiz, ja tiem ir vairāk serdeņu, tas nenozīmē, ka tiem ir vairāk IPC, tāpēc iespējams, ka 6 kodolu CPU ir mazāk jaudīgs nekā 4 kodolu CPU.

Programmas instrukcijas ir sadalītas pavedienos vai posmos un tiek ievadītas procesorā tā, lai ideālā gadījumā katrā pulksteņa ciklā tiktu izpildīta pilnīga instrukcija, tas būtu IPC = 1. Tādā veidā katrā ciklā nāk un iet pilnīga instrukcija. Bet ne viss ir tik ideāli, jo instrukcijas lielā mērā ir atkarīgas no programmas veidošanas veida un veicamo darbību veida. Pievienošana nav tas pats, kas reizinājums, un tas pats, ja programmai ir vairāki pavedieni kā tikai viens.

Ir programmas procesora IPK mērīšanai iespējami līdzīgos apstākļos. Šīs programmas iegūst vidējo IPC vērtību, aprēķinot laiku, kas nepieciešams procesoram programmas palaišanai. Šādas sērijas:

Secinājums un interesantākas saites

Tā patiešām ir ļoti interesanta tēma, šī ir par Hertz un to, kā mēra procesora ātrumu. Tas patiešām dod iespēju runāt par daudzām tēmām, bet mēs arī nevaram veidot rakstus, piemēram, romānus.

Mēs vismaz ceram, ka Hertz nozīme , frekvence, cikli sekundē un PCI ir labi izskaidrota. Tagad mēs jums atstājam dažas interesantas konsultācijas, kas saistītas ar šo tēmu.

Ja jums ir kādi jautājumi par tēmu vai vēlaties kaut ko norādīt, atstājiet mums komentāru lodziņā.