Frage von iamanewbie, 48

GFlops und Ghz?

Angenommen eine CPU hat 1Ghz. Wie kann es sein ,dass man mehr GFlops als Ghz hat? Ich habe mir ein paar Test angeguckt, wo z.B. eine Dual Core Cpu 2.6 Ghz hatte ,aber 43 GFlops. Ich habe das in Informatik so gelernt ,dass ein Hertz bei einer CPU bedeutet ,dass der Prozessor einen Rechenschritt pro Sekunde machen kann. Der Informatiklehrer sagte, dass ein Rechenschritt ,das addieren von einer 0 und einer 1 oder zwei nullen oder 2 einsen ist. Wenn ein Prozessor jetzt 2,6 Milliarden Rechenschritte pro Sekunde ausführen kann, wie kann er denn dann 43 GFlops haben? Das würde ja bedeuten, dass man 43 Millarden Gleitkommazahl Additionen oder Multiplikationen pro Sekunde durchführen kann. Ich verstehe nicht wie das sein kann, da man ja eigentlich nur 2.6 Milliarden Rechenschritte durchführen kann. Dann sind 43 Milliarden Rechnungen ja eigentlich unmöglich oder?

Danke im Vorraus

P.S.: Ich weiß dass es viele Fragen dieser Art gibt, aber ich finde auf dieses Problem einfach keine Antwort. Ich denke mal ich hab da irgendwie was falsch verstanden.:)

Antwort
von PeterKremsner, 34

Eine Dualcore CPU kann man doppelt so viele Operationen machen (Parallelisierung) also in dem Fall 5,2GFlops.

Die 43 GFlops werden dabei vermutlich mit Co Prozessoren in der CPU erreicht.

Die Cores selbst beziehen sich eben auf die echten CPU Kerne, in der CPU gibt es aber neben der Alu etc auch noch andere Co Prozessoren und diese können zB Gleitkommazahlen in hoher paralellisierung Rechnen, damit kann man dann zu einige Floatingpoint Operations in einem Taktzyklus kommen.

Ein Beispiel sind zB die Kerne von AMD oder Intel mit der Integrierten Grafik.

Bei einigen AMD Prozessoren werden dieses Grafikeinheiten als Co Prozessoren für die eigentliche CPU bei paralellisierbaren Aufgaben verwendet, das hebt natürlich die Flops ordentlich in die Höhe.

In diesem Zusammenhang muss man aber auch auf einiges achten, denn Flops sind eher ein Subjektiver Wert mit dem einiges geschummelt werden kann, so erreichen die meisten Prozessoren im eigentlichen Betrieb nie diese hohen Flops weil es einfach die Parallelisierung der Rechenschritte oder andere Faktoren nicht zulassen.

Antwort
von Nemesis900, 26

Hier ist es ganz gut erklärt wie man auf solche Werte kommt http://www.heise.de/ct/hotline/Wie-viele-GFlops-liefert-mein-PC-1319623.html

Antwort
von NoHumanBeing, 30

Ein Prozessor besteht aus vielen kleinen Einheiten, wie Addierern, Shift-Werken, logischen Verknüpfungen (NOT, OR, AND, XOR). Jede dieser Einheiten kann in einem Taktschritt eine Operation ausführen.

Zudem gibt es SIMD-Operationen (Single Instruction Multiple Data), die auf mehrere Register zugleich wirken. Grafikprozessoren (GPUs) beispielsweise haben faktisch nur einen einzelnen Prozessor ("Kern"), da sie nur ein Steuerwerk haben, können aber in einem Taktschritt hunderte oder gar tausende Operanden miteinander verknüpfen (allerdings immer nur mit der selben Operation). So kann eine GPU, obwohl sie nur ein Steuerwerk hat und somit weder ein Mehrprozessorsystem, noch ein "Multi-Core-Prozessor" ist (denn dort hat jeder "Kern" sein eigenes Steuerwerk) bei einem Takt von ein paarhundert MHz viele TeraFLOPs an Rechenleistung haben.

Bei einer CPU ist das ähnlich. Die SIMD-Breite ist dort zwar nicht so extrem hoch, wie bei einer GPU, aber auch eine CPU kann mehrere Operanden in einem Taktschritt "verrechnen".

Expertenantwort
von compu60, Community-Experte für Computer & PC, 16

https://de.wikipedia.org/wiki/Floating_Point_Operations_Per_Second#Beschreibung

Steht eigentlich alles drin. in der Beschreibung.

Antwort
von DerGuehnter, 23

Die Anzahl der Gleitkommaoperationen ist nicht unbedingt direkt zur Taktgeschwindigkeit des Prozessors proportional, da – je nach Implementierung – Gleitkommaoperationen unterschiedlich viele Taktzyklen benötigen. Vektorprozessoren
führen in jedem Takt bis zu einige tausend Operationen aus. So
erreichen aktuelle Grafikkarten, die als Vektorprozessoren arbeiten,
Rechenleistungen bis zu 9 TeraFLOPS (Nvidia GeForce GTX 1080), was auch
die Motivation für GPGPU ist.

Durch die FLOPS wird die gesamte Rechnerarchitektur, bestehend aus Hauptspeicher, Bus, Compiler, gemessen, nicht die reine Prozessorgeschwindigkeit. Meist wird, ebenso wie bei der Einheit IPS, eine Best-Case-Abschätzung oder gar ein nur theoretisch möglicher Wert angegeben.

Kommentar von iamanewbie ,

Danke für sie Antwort! Das heißt ein 1Hz Prozessor könnte theoretisch auch mermhr als einen Flop haben?

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