Ghz: vad är och vad är en gigahertz i datoranvändning

Om du går in i datorvärlden och tittar på processorer att köpa kommer du ha läst GHz eller Gigahertz eller Gigahertzio många gånger. Allt detta är exakt samma, och nej, det är inte en matkryddor, det är ett mått som används ofta inom datorisering och teknik.

Innehållsindex

Så det minsta vi kan göra just nu är att förklara vad denna åtgärd mäter och varför den används så mycket idag. Kanske efter detta kommer du att bli tydligare om många saker du stöter på varje dag i elektronikvärlden.

Vad är en GHz eller Gigahertz

GHz är förkortningen för en mätning som används i elektronik som kallas Gigahertz på spanska, även om vi också kan hitta den som Gigahertz. Och det är egentligen inte ett basmål, men det är en multipel av Hertz, särskilt vi talar om 10, 9 miljoner Hertz.

Så vad vi måste definiera är Hertz, basmätningen och varifrån Kilohertz (kHz), Megahertz (Mhz) och Gigahertz (GHz) kommer. Den här åtgärden uppfanns av Heinrich Rudolf Hertz, från vars efternamn åtgärdens namn kommer. Han var en tysk fysiker som upptäckte hur elektromagnetiska vågor sprider sig i rymden. Så denna mätning kommer egentligen från vågvärlden och inte bara från datoranvändning.

En Hertz representerar en cykel per sekund, i själva verket, tills 1970, heter Hertz inte cykler. Om du inte vet, är en cykel helt enkelt upprepningen av en händelse per tidsenhet, som i detta fall kommer att vara en vågs rörelse. Sedan mäter en Hertz antalet gånger en våg upprepas i tid, vilket kan vara ljud eller elektromagnetiskt. Men detta är också töjbart för vibrationer i fasta ämnen eller till havsvågor.

Om vi ​​försöker blåsa ett papper parallellt med dess yta, kommer vi att märka att det börjar bölja upprepa mönstret varje så ofta, på sekunder eller tusendels sekund om vi blåser hårt. Detsamma händer med vågor, och i denna storlek kallar vi det frekvens (f) och det är det inversa av en period, som mäts i klara sekunder. Om vi ​​sätter ihop allt kan vi definiera Hertz som frekvensen i svängningen av en partikel (av en våg, papper, vatten) under en försäkringsperiod.

Här kan vi se formen på en våg och hur den upprepas under en period. I den första har vi mätningen 1 Hz, eftersom den på en sekund bara har drabbats av en svängning. Och i den andra bilden, på en enda sekund, har den oscillerat fem hela tider. Föreställ dig då hur mycket som skulle vara 5 GHz.

namn	I symbol	Värde (Hz)
Microhercio	μHz	0.000001
Milihercio	mHz	0001
…	…	…
hertz	hz	1
Decahercio	daHz	10
Hectoercio	HHZ	100
kilohertz	kHz	1000
megahertz	MHz	1.000.000
gigahertz	GHz	miljard
…	…	…

GHz i datoranvändning

Nu när vi verkligen vet vad en Hertz är och var den kommer ifrån, är det dags att använda den på datoranvändning.

Hertz mäter frekvensen för ett elektroniskt chip, för oss är den mest kända processorn. Så att överföra definitionen till den är en Hertz antalet operationer som en processor kan utföra under en sekund. Så här mäts processorns hastighet.

Processorn på en dator (och andra elektroniska komponenter) är en enhet som ansvarar för att utföra vissa operationer som skickas från huvudminnet i form av instruktioner som genereras av programmen. Därefter delas varje program in i uppgifter eller processer och i tur och ordning till instruktioner, som kommer att köras en efter en av processorn.

Ju mer Hertz en processor har, desto fler operationer eller instruktioner kan den utföra på en sekund. Gemensamt kan vi också kalla denna frekvens " klockhastighet ", eftersom hela systemet är synkroniserat med en klocksignal så att varje cykel varar samma tid och överföringen av information är perfekt.

CPU förstår bara elektriska signaler

Som ni förstår förstår en elektronisk komponent bara spänningar och förstärkare, signal / ingen signal, så alla instruktioner måste översättas till nollor och sådana. För närvarande kan processorer arbeta samtidigt med strängar på upp till 64 nollor och sådana, kallade bitar, och det representerar närvaron eller frånvaron av en spänningssignal.

CPU: n får bara en följd av signaler som den kan tolka med sin struktur av interna logiska grindar, som i sin tur består av transistorer som är ansvariga för att vidarebefordra eller inte överföra elektriska signaler. På detta sätt är det möjligt att ge den en "begriplig mening" för människan, i form av matematiska och logiska operationer: tillägg, subtraktion, multiplikation, delning, AMD, ELLER, INTE, NOR, XOR. Allt detta och några fler är de funktioner som CPU gör, och som vi ser på vår PC i form av spel, program, bilder etc. Nyfiken, eller hur?

Utvecklingen av GHz

Vi har inte alltid haft Gigahertz i soppan, för nästan 50 år sedan har ingenjörer bara drömt att någonsin namnge frekvensen på deras processorer på detta sätt.

Början var inte heller dålig, den första mikroprocessorn som implementerades på ett enda chip var Intel 4004, en liten kackerlacka uppfann 1970 som revolutionerade marknaden efter de enorma vakuumventilbaserade datorer som inte ens hade RGB-belysning. Exakt, det fanns en tid då RGB inte existerade, föreställ dig. Faktum är att detta chip förresten kunde bearbeta 4-bitars strängar med en frekvens av 740 KHz, inte illa.

Åtta år senare, och efter några modeller kom Intel 8086, en processor på inte mindre än 16 bitar som fungerade från 5 till 10 MHz, och fortfarande var formad som en kackerlacka. Det var den första processor som implementerade x86-arkitekturen, som vi för närvarande har på processorer, otroligt. Men denna arkitektur var så bra på att hantera instruktioner att det var en före och efter i datoranvändning. Det har också funnits andra som IBMs Power9 för servrar, men utan tvekan använder 100% av persondatorer x86.

Men det var DEC Alpha-processor det första chipet med RISC-instruktioner som nådde 1 GHz-barriären 1992, då kom AMD med sin Athlon 1999 och samma år nådde Pentium III-frekvenserna dessa frekvenser.

Processorns CPI

I den aktuella eran har vi processorer som kan nå upp till 5 GHz (5 000 000 000 operationer per sekund) och för att fylla på dem har de inte bara en, utan upp till 32 kärnor på ett enda chip. Varje kärna kan utföra ännu fler operationer per cykel, så kapaciteten multipliceras.

Antalet operationer per cykel kallas också KPI (inte förväxlas med konsumentprisindexet). IPC är en indikator på prestandan hos en processor, för närvarande är det mycket trendigt att mäta processorns IPC, eftersom detta avgör hur bra en processor är.

Låt mig förklara, två grundelement i en CPU är kärnorna och deras frekvens, men ibland med fler kärnor innebär det inte att ha fler IPC: er, så det är möjligt att en 6-kärnans CPU är mindre kraftfull än en 4-kärnans CPU.

Instruktionerna för ett program är indelade i trådar eller steg och matas in i processorn så att idealiskt utförs en fullständig instruktion i varje klockcykel, detta skulle vara IPC = 1. På detta sätt, i varje cykel, skulle en fullständig instruktion komma och gå. Men inte allt är så idealiskt, eftersom instruktionerna till stor del beror på hur programmet är byggt och vilken typ av operationer som ska utföras. Att lägga till är inte detsamma som att multiplicera, och det är inte heller detsamma om ett program har flera trådar som bara en.

Det finns program för att mäta en processor IPC under så lika villkor som möjligt. Dessa program får ett genomsnittligt IPC-värde genom att beräkna den tid det tar för processorn att köra ett program. Serier så här:

Slutsats och mer intressanta länkar

Det är verkligen ett mycket intressant ämne, det här om Hertz och hur processorns hastighet mäts. Det ger verkligen för många ämnen att prata om, men vi kan inte heller skapa en artikel som romaner.

Vi hoppas åtminstone att betydelsen av Hertz, frekvensen, cyklerna per sekund och KPI har förklarats väl. Nu lämnar vi dig några intressanta tutorials relaterade till ämnet.

Om du har några frågor om ämnet, eller vill påpeka något, lämna oss en kommentar i rutan.