Prozessorgeschwindigkeiten erklärt

Ein Computer reduziert jede Aufgabe auf eine Reihe von Berechnungen, und der Prozessor - manchmal auch als zentrale Verarbeitungseinheit bezeichnet - führt diese Berechnungen physisch aus. Im Prinzip bestimmt die Taktrate des Prozessors, die das Maß für die Geschwindigkeit dieser Berechnungen ist, die Geschwindigkeit des Prozessors. In der Praxis beeinflussen mehrere andere Faktoren die Leistung eines Prozessors und damit, wie schnell er zu arbeiten scheint.

Uhr

Die Taktrate ist die gebräuchlichste Methode zum Messen der Prozessorgeschwindigkeit. Es wird als Hertz ausgedrückt. Dies ist die Anzahl von Malen pro Sekunde, bei der die elektrische Spannung im Prozessor zwischen niedrig und hoch umschaltet. Der Prozessor verwendet diese Schwingungen, um die Berechnungen physikalisch auszuführen - niedrige und hohe Peaks entsprechen den Nullen und Einsen, die binäre Computeranweisungen bilden. Die meisten Computer haben heutzutage einen Prozessor, der mit mehreren Gigahertz arbeitet: Ein Gigahertz ist eine Million Hertz.

Ader

Einige Prozessoren sind Dual- oder Quad-Core-Einheiten. Diese Anordnung bedeutet, dass sie so arbeiten, als ob sie zwei oder vier separate Prozessoren wären. Ein Dual- oder Quad-Core-Computer kann effizienter arbeiten, da er jeder Aufgabe einen oder mehrere Kerne zuweisen kann, andere Kerne jedoch für andere Aufgaben freigeben können. Diese Unterteilung bedeutet, dass der Computer eine komplizierte Aufgabe wie die Videobearbeitung ausführen kann, während andere Anwendungen ohne Verzögerungen ausgeführt werden können. Die Taktrate bezieht sich auf den Prozessor als Ganzes: Er läuft mit dieser Geschwindigkeit, unabhängig davon, wie die Kerne den einzelnen Aufgaben zugewiesen werden.

Übertakten

Beim Übertakten wird ein Computer so geändert, dass ein Prozessor mit einer höheren Taktfrequenz als seine Standardeinstellung läuft. Dies ist eine komplizierte Aufgabe, und Sie sollten dies nur tun, wenn Sie sich mit Computerhardware auskennen. Übertakten erhöht den Stromverbrauch und erhöht das Risiko einer Überhitzung, die zu einer Beschädigung des Prozessors führt.

Zwischenspeicher

Die meisten Prozessoren verwenden einen Cache, der Daten aus dem Arbeitsspeicher des Computers speichert, der zur Verarbeitung bereit ist. Je größer der Cache ist, desto weniger Zeit muss der Prozessor warten, um Daten aus dem Hauptspeicher zu übertragen. Durch das Zwischenspeichern wird die Taktrate nicht erhöht, der Prozessor kann jedoch optimal genutzt werden.

Grafikprozessor

Einige Computer verfügen über einen separaten Prozessor, der ausschließlich für Grafiken bestimmt ist, wodurch der Hauptprozessor für andere Aufgaben frei wird. Durch die Kombination eines Hauptprozessors mit niedrigerer Taktrate und eines Grafikprozessors kann ein Computer insgesamt schneller laufen als ein Prozessor mit einer höheren Taktrate, jedoch ohne separaten Grafikprozessor.

Supercomputer

Bei den schnellsten Computern der Welt arbeiten normalerweise viele Prozessoren zusammen. Diese Maschinen erledigen besonders intensive Aufgaben, z. B. Simulationen komplexer Systeme mit Milliarden von möglichen Ergebnissen - beispielsweise die Modellierung von Wettervorhersagen. Supercomputer-Geschwindigkeiten werden normalerweise in Flops oder Fließkommaoperationen pro Sekunde anstatt in Hertz ausgedrückt. Die schnellsten Supercomputer können mit einer Vielzahl von Petaflops pro Sekunde arbeiten: Ein Petaflop ist eine Million Milliarden Flops.