In welchen Zusammenhang stehen Frequenz, Taktrate, Durchsatz, IPS und Taktzykluszeit?
Guten Tag,
ich sitze gerade vor einen Problem und zwar technischer Informatik (bin noch Schüler aus der 10 Klasse, also verzeiht mir solche doofen Fragen).
Ich habe den folgenden Satz :
"Im Hochleistungsbetrieb läuft der Prozessor bei einer Frequenz von 3 GHz und hat einen durchschnittlichen Durchsatz von 1, 5 · 10^9 Befehlen pro Sekunde. "
- Hier ist klar, dass die Frequenz 3 GHz lautet, ist dies gleichzeitig auch die Taktrate, also ist die Taktrate nur ein Synonym?
- Was bedeutet Durchsatz in dem Zusammenhang?
- Hat der Durchsatz was den IPS, also den Instruktionen pro Sekunde zu tun? Wie ist der Zusammenhang?
- In welchen Zusammenhang steht die Taktrate/Frequenz mit der Taktzykluszeit?
Ich hoffe ihr könnte mir ein wenig helfen:) Leider finde ich im Internet nicht so richtig was, was ich benötige, bzw mir scheint es als würde es für jede einzelne Berechnung 100 Formeln geben
2 Antworten
Das Problem ist, dass in der IT Begriffe verwendet werden, die in der Physik eine abweichende Bedeutung haben.
Leistung ist ein Synonym zu Durchsatz und hat die Dimension einer Frequenz.
Taktrate ist Synonym zu Frequenz, während IPS bedeutet Instructions per Seconds, also Instruktionen pro Sekunde. Eine Instruktion benötigt zur Ausführung mehrere Prozessortakte. Man muss also Zwischen Taktrate und IPS unterscheiden.
Mit IPS gibt man die Leistungsfähigkeit einer CPU an, was nicht das Gleiche ist wie der physikalische Leistungsbegriff in Watt. Es ist also in diesem Zusammenhang eine Frequenz von der Dimension her.
Taktrate = Frequenz
IPS = Durchsatz (Instruktionen und Befehle ist das gleiche)
Zykluszeit = 1/f (f=Frequenz in Hz)
die Zykluszeit ist natürlich in s habe damit die Frequenz in Hz gemeint damit sekunden rauskommen wenn du Ghz einsetzt müssten Nanosekunden (ns) dabei rauskommen
Watt wäre die elektrische Leistung um die geht es hier nicht
Die Ausführungszeit ist Die Zykluszeit mal* dem CPI (Clocks per Instruktion also wie viele Zyklen vergehen müssen damit eine Instruktion abgearbeitet wird)
Das ganze ist eine einfache Möglichkeit um Prozessoren zu vergleichen also die Rechenleistung und nicht die elektrische Leistung https://de.wikipedia.org/wiki/Instruktionen_pro_Sekunde
1) hat sie ja nicht. schreibst selber: 1/f also den Reziprokwert von Hz
2) Es ist auch ein Leistung wenn ein Baby das erste mal "Mama" schreit. Wie viel Watt sind das? Leistung muss definiert werden. Natürlich sind das oft die Watt, aber beim Rechner sind es die Rechenleistungen, also wie schnell. Wie viel kann er rechnen in gegebener Zeit.
Da du anscheinend weißt wovon du redest, habe ich noch ein paar Fragen, wenn dies ok ist.
1) Wenn Zykluszeit = 1/f (f=Frequenz in Hz) ist. Wie kann die Zykluszeit die Einheit Hz haben?
2) Wenn ich die Leistung bestimmen möchte, dann habe ich die folgende Formel:
Leistung = 1/ Ausführungszeit = Taktrate/ (Anzahl der Befehle * CPI)
Hier kommt es doppelt dick, denn "Leistung = 1/ Ausführungszeit" hätte die Einheit (1/s) und "Leistung =(Taktrate/ (Anzahl der Befehle * CPI)" hätte die Einheit Hz/1. Wie soll dies Funktionieren, ich dachte immer Leistung hätte Watt als Einheit.
Kennst du eine Seite, wo es eine gute Übersicht gibt?