Ghz: gigahertz trong điện toán là gì và là gì

Nếu bạn đang bước vào thế giới điện toán và bạn đang tìm kiếm bộ vi xử lý để mua, bạn sẽ đọc tốc độ GHz hoặc Gigahertz hoặc Gigahertzio nhiều lần. Tất cả điều này là hoàn toàn giống nhau, và không, nó không phải là một gia vị thực phẩm, nó là một biện pháp được sử dụng rất thường xuyên trong điện toán và kỹ thuật.

Chỉ số nội dung

Vì vậy, điều tối thiểu chúng ta có thể làm vào thời điểm này là giải thích biện pháp này là gì và tại sao nó được sử dụng nhiều hiện nay. Có lẽ sau này, bạn sẽ rõ ràng hơn về nhiều điều mà bạn gặp phải mỗi ngày trong thế giới điện tử.

Một GHz hoặc Gigahertz là gì

GHz là tên viết tắt của một phép đo được sử dụng trong các thiết bị điện tử được gọi là Gigahertz trong tiếng Tây Ban Nha, mặc dù chúng ta cũng có thể tìm thấy nó là Gigahertz. Và nó không thực sự là một biện pháp cơ bản, nhưng nó là bội số của Hertz, cụ thể là chúng ta đang nói về 10, 9 triệu Hertz.

Vì vậy, thực sự những gì chúng ta sẽ phải xác định là Hertz, phép đo cơ sở và nơi Kilohertz (kHz), Megahertz (Mhz) và Gigahertz (GHz) đến từ đâu. Chà, biện pháp này được phát minh bởi Heinrich Rudolf Hertz, từ tên họ của tên biện pháp này. Ông là một nhà vật lý người Đức đã khám phá ra cách sóng điện từ lan truyền trong không gian. Vì vậy, thực sự phép đo này đến từ thế giới của sóng và không hoàn toàn từ điện toán.

Một Hertz đại diện cho một chu kỳ mỗi giây, trên thực tế, cho đến năm 1970, Hertz không được gọi là chu kỳ. Trong trường hợp bạn không biết, một chu kỳ chỉ đơn giản là sự lặp lại của một sự kiện trên một đơn vị thời gian, trong trường hợp này sẽ là sự chuyển động của sóng. Sau đó, một Hertz đo số lần sóng lặp lại theo thời gian, có thể là âm thanh hoặc điện từ. Nhưng điều này cũng có thể mở rộng cho các rung động của chất rắn hoặc sóng biển.

Nếu chúng ta cố gắng thổi một tờ giấy song song với bề mặt của nó, chúng ta sẽ nhận thấy rằng nó bắt đầu nhấp nhô lặp đi lặp lại mô hình đó thường xuyên, tính bằng giây hoặc một phần nghìn giây nếu chúng ta thổi mạnh. Điều tương tự cũng xảy ra với sóng và ở cường độ này, chúng ta gọi đó là tần số (f) và nó là nghịch đảo của một khoảng thời gian, được đo bằng giây rõ ràng. Nếu chúng ta kết hợp tất cả lại, chúng ta có thể định nghĩa Hertz là tần số dao động của một hạt (của sóng, giấy, nước) trong một khoảng thời gian bảo hiểm.

Ở đây chúng ta có thể thấy hình dạng của sóng và cách nó lặp lại trong một khoảng thời gian. Trong lần đầu tiên, chúng ta có số đo 1 Hz, vì trong một giây, nó chỉ chịu một dao động. Và trong hình ảnh thứ hai, trong một giây, nó đã dao động 5 lần hoàn thành. Hãy tưởng tượng sau đó bao nhiêu sẽ là 5 GHz.

Tên	Biểu tượng	Giá trị (Hz)
Microhertz	Tổ hợp	0, 000001
Millihertz	mHz	0, 001
Giáo dục	Giáo dục	Giáo dục
Hertz	Hz	1
Decahertz	daHz	10
Mật hoa	hHz	100
Kilohertz	kHz	1.000
Megahertz	MHz	1.000.000
Gigahertz	GHz	1.000.000.000
Giáo dục	Giáo dục	Giáo dục

GHz trong điện toán

Bây giờ chúng ta thực sự biết Hertz là gì và nó đến từ đâu, đã đến lúc áp dụng nó vào điện toán.

Hertz đo tần số của chip điện tử, đối với chúng tôi, nổi tiếng nhất là bộ xử lý. Vì vậy, chuyển định nghĩa cho nó, Hertz là số lượng hoạt động mà bộ xử lý có thể thực hiện trong khoảng thời gian một giây. Đây là cách đo tốc độ của bộ xử lý.

Bộ xử lý của máy tính (và các linh kiện điện tử khác) là một thiết bị chịu trách nhiệm thực hiện một số thao tác được gửi từ bộ nhớ chính dưới dạng các hướng dẫn được tạo bởi các chương trình. Sau đó, mỗi chương trình được chia thành các tác vụ hoặc quy trình, và lần lượt thành các hướng dẫn, sẽ được thực thi từng cái một bởi bộ xử lý.

Bộ xử lý càng nhiều hertz thì càng có nhiều thao tác hoặc hướng dẫn mà nó có thể thực hiện trong một giây. Thông thường, chúng ta cũng có thể gọi tần số này là " tốc độ xung nhịp ", vì toàn bộ hệ thống được đồng bộ hóa bằng tín hiệu đồng hồ để mỗi chu kỳ kéo dài cùng thời gian và việc truyền thông tin là hoàn hảo.

CPU chỉ hiểu tín hiệu điện

Như bạn sẽ hiểu, một thành phần điện tử chỉ hiểu điện áp và ampe, tín hiệu / không có tín hiệu, vì vậy tất cả các hướng dẫn phải được dịch thành số không và số không. Hiện tại, các bộ xử lý có khả năng làm việc đồng thời với các chuỗi lên tới 64 số không và một số, được gọi là bit và nó đại diện cho sự hiện diện hoặc vắng mặt của tín hiệu điện áp.

CPU chỉ nhận được một chuỗi các tín hiệu mà nó có khả năng diễn giải với cấu trúc của cổng logic bên trong , bao gồm các bóng bán dẫn chịu trách nhiệm truyền hoặc không truyền tín hiệu điện. Theo cách này, có thể cung cấp một ý nghĩa dễ hiểu của người Viking đối với con người, dưới dạng các phép toán và logic: cộng, trừ, nhân, chia, AMD, OR, KHÔNG, NOR, XOR. Tất cả những điều này và một số hoạt động khác là CPU thực hiện và chúng ta thấy trên PC của mình dưới dạng trò chơi, chương trình, hình ảnh, v.v. Tò mò, phải không?

Sự phát triển của GHz

Chúng tôi chưa bao giờ có Gigahertz trong món súp, thực tế, gần 50 năm trước, các kỹ sư chỉ mơ ước được đặt tên tần số của bộ xử lý theo cách này.

Sự khởi đầu cũng không tệ, bộ vi xử lý đầu tiên được triển khai trên một con chip duy nhất là Intel 4004, một con gián nhỏ được phát minh vào năm 1970 đã cách mạng hóa thị trường sau những máy tính dựa trên van chân không khổng lồ thậm chí không có đèn RGB. Chính xác, đã có lúc RGB không tồn tại, hãy tưởng tượng. Thực tế là con chip này có khả năng xử lý chuỗi 4 bit ở tần số 740 KHz, không tệ, nhân tiện.

Tám năm sau, và sau một vài model, Intel 8086 đã xuất hiện, bộ xử lý không dưới 16 bit hoạt động từ 5 đến 10 MHz và vẫn có hình dạng như một con gián. Đó là bộ xử lý đầu tiên thực hiện kiến ​​trúc x86, mà chúng ta hiện có trên các bộ xử lý, thật không thể tin được. Nhưng kiến ​​trúc này rất tốt trong việc xử lý các hướng dẫn mà nó là trước và sau trong máy tính. Cũng có những người khác như Power9 của IBM cho các máy chủ, nhưng chắc chắn 100% máy tính cá nhân tiếp tục sử dụng x86.

Nhưng đó là bộ xử lý DEC Alpha, con chip đầu tiên có hướng dẫn RISC đạt đến rào cản 1 GHz vào năm 1992, sau đó AMD đến với Athlon của họ vào năm 1999 và cùng năm đó, Pentium III đã đạt được các tần số này.

CPI của bộ xử lý

Trong thời đại hiện nay, chúng ta có các bộ xử lý có khả năng đạt tới 5 GHz (5.000.000.000 thao tác mỗi giây) và trên hết, chúng không chỉ có một, mà lên tới 32 lõi trên một chip. Mỗi lõi có khả năng thực hiện nhiều thao tác hơn trong mỗi chu kỳ, do đó công suất sẽ nhân lên gấp bội.

Số lượng hoạt động trên mỗi chu kỳ cũng được gọi là CPI (không được nhầm lẫn với chỉ số giá tiêu dùng). IPC là một chỉ số về hiệu suất của bộ xử lý, hiện tại nó rất thời trang để đo IPC của bộ xử lý, vì điều này xác định mức độ tốt của bộ xử lý.

Hãy để tôi giải thích, hai yếu tố cơ bản của CPU là lõi và tần số của chúng, nhưng đôi khi có nhiều lõi hơn không có nghĩa là có nhiều IPC hơn, vì vậy có thể CPU 6 lõi kém hơn CPU 4 lõi.

Các hướng dẫn của chương trình được chia thành các luồng hoặc các giai đoạn và được nhập vào bộ xử lý để, lý tưởng nhất là một hướng dẫn hoàn chỉnh được thực hiện trong mỗi chu kỳ đồng hồ, đây sẽ là IPC = 1. Theo cách này, trong mỗi chu kỳ, một hướng dẫn hoàn chỉnh sẽ đến và đi. Nhưng không phải mọi thứ đều lý tưởng, vì các hướng dẫn phụ thuộc phần lớn vào cách chương trình được xây dựng và loại hoạt động được thực hiện. Thêm không giống như nhân, cũng không giống nhau nếu một chương trình có nhiều luồng chỉ là một.

Có các chương trình để đo IPC của bộ xử lý trong các điều kiện tương tự nhất có thể. Các chương trình này có được giá trị IPC trung bình bằng cách tính thời gian cần thiết để bộ xử lý chạy chương trình. Loạt như thế này:

Kết luận và các liên kết thú vị hơn

Đây thực sự là một chủ đề rất thú vị, bài này nói về Hertz và cách đo tốc độ của bộ xử lý. Nó thực sự mang lại cho nhiều chủ đề để nói, nhưng chúng ta cũng không thể tạo ra một bài viết như tiểu thuyết.

Ít nhất chúng tôi hy vọng rằng ý nghĩa của Hertz, tần suất, chu kỳ mỗi giây và CPI đã được giải thích tốt. Bây giờ chúng tôi để lại cho bạn một số hướng dẫn thú vị liên quan đến chủ đề.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi về chủ đề, hoặc muốn chỉ ra một cái gì đó, hãy để lại cho chúng tôi một nhận xét trong hộp.