Ghz: apa dan apa itu gigahertz dalam komputasi

Jika Anda memasuki dunia komputasi dan Anda melihat prosesor untuk membeli, Anda akan membaca GHz atau Gigahertz atau Gigahertzio berkali-kali. Semua ini persis sama, dan tidak, ini bukan bumbu makanan, itu adalah ukuran yang sangat sering digunakan dalam komputasi dan teknik.

Indeks isi

Jadi yang paling tidak bisa kita lakukan pada titik ini adalah menjelaskan apa yang diukur oleh tindakan ini dan mengapa itu digunakan begitu banyak saat ini. Mungkin setelah ini, Anda akan menjadi lebih jelas tentang banyak hal yang Anda temui setiap hari di dunia elektronik.

Apa itu GHz atau Gigahertz

GHz adalah singkatan untuk pengukuran yang digunakan dalam elektronik yang disebut Gigahertz dalam bahasa Spanyol, meskipun kita juga dapat menemukannya sebagai Gigahertz. Dan itu sebenarnya bukan ukuran dasar, tetapi itu adalah kelipatan dari Hertz, khususnya kita berbicara tentang 10, 9 juta Hertz.

Jadi yang harus kita definisikan adalah Hertz, basis pengukuran dan dari mana Kilohertz (kHz), Megahertz (Mhz) dan Gigahertz (GHz) berasal. Nah, ukuran ini diciptakan oleh Heinrich Rudolf Hertz, dari mana nama keluarga ukuran berasal. Dia adalah seorang fisikawan Jerman yang menemukan bagaimana gelombang elektromagnetik merambat di ruang angkasa. Jadi sebenarnya pengukuran ini berasal dari dunia gelombang dan tidak murni dari komputasi.

Sebuah Hertz mewakili satu siklus per detik, pada kenyataannya, sampai tahun 1970, Hertz tidak disebut siklus. Jika Anda tidak tahu, sebuah siklus hanyalah pengulangan suatu peristiwa per unit waktu, yang dalam hal ini adalah pergerakan gelombang. Kemudian Hertz mengukur berapa kali gelombang berulang dalam waktu, yang bisa berupa suara atau elektromagnetik. Tapi ini juga bisa diperluas untuk getaran benda padat atau gelombang laut.

Jika kita mencoba untuk meniup kertas yang sejajar dengan permukaannya, kita akan melihat bahwa kertas itu mulai bergelombang berulang-ulang berulang kali, dalam hitungan detik atau ribuan detik jika kita meniupnya dengan keras. Hal yang sama terjadi dengan gelombang, dan pada besaran ini kita menyebutnya frekuensi (f) dan merupakan kebalikan dari suatu periode, yang diukur dalam detik-detik yang jelas. Jika kita menggabungkan semuanya, kita dapat mendefinisikan Hertz sebagai frekuensi dalam osilasi partikel (gelombang, kertas, air) dalam periode asuransi.

Di sini kita bisa melihat bentuk gelombang dan bagaimana pengulangannya dalam suatu periode. Yang pertama, kita memiliki pengukuran 1 Hz, karena dalam satu detik hanya mengalami satu osilasi. Dan pada gambar kedua, dalam satu detik ia berosilasi 5 kali penuh. Bayangkan kalau begitu berapa 5 GHz.

Nama	Simbol	Nilai (Hz)
Microhertz	µHz	0, 000001
Millihertz	mHz	0, 001
…	…	…
Hertz	Hz	1
Decahertz	daHz	10
Hektoertium	hHz	100
Kilohertz	kHz	1.000
Megahertz	MHz	1.000.000
Gigahertz	GHz	1.000.000.000
…	…	…

GHz dalam komputasi

Sekarang kita benar-benar tahu apa itu Hertz dan dari mana asalnya, saatnya untuk menerapkannya pada komputasi.

Hertz mengukur frekuensi chip elektronik, bagi kami, yang paling terkenal adalah prosesor. Jadi mentransfer definisi untuk itu, Hertz adalah jumlah operasi yang dapat dilakukan prosesor dalam periode satu detik. Ini adalah bagaimana kecepatan prosesor diukur.

Prosesor komputer (dan komponen elektronik lainnya) adalah perangkat yang bertanggung jawab untuk melakukan operasi tertentu yang dikirim dari memori utama dalam bentuk instruksi yang dihasilkan oleh program. Kemudian setiap program dibagi lagi menjadi tugas atau proses, dan pada gilirannya menjadi instruksi, yang akan dieksekusi satu per satu oleh prosesor.

Semakin banyak prosesor yang dimiliki, semakin banyak operasi atau instruksi yang dapat dilakukan dalam sedetik. Secara umum, kita juga dapat menyebut frekuensi ini " kecepatan clock ", karena seluruh sistem disinkronkan dengan sinyal clock sehingga setiap siklus berlangsung dalam waktu yang sama dan transfer informasi sempurna.

CPU hanya memahami sinyal listrik

Seperti yang akan Anda pahami, komponen elektronik hanya memahami voltase dan ampli, sinyal / tidak ada sinyal, sehingga semua instruksi harus diterjemahkan ke dalam nol dan yang. Saat ini, prosesor mampu bekerja secara bersamaan dengan string hingga 64 nol dan yang disebut bit, dan itu mewakili ada atau tidak adanya sinyal tegangan.

CPU hanya menerima serangkaian sinyal yang mampu diinterpretasikan dengan struktur gerbang logika internalnya , yang pada gilirannya terdiri dari transistor yang bertanggung jawab untuk melewatkan atau tidak melewati sinyal listrik. Dengan cara ini dimungkinkan untuk memberikan "makna yang dapat dipahami" bagi manusia, dalam bentuk operasi matematika dan logis: penambahan, pengurangan, perkalian, pembagian, AMD, ATAU, BUKAN, NOR, XOR. Semua ini dan beberapa lainnya adalah operasi yang CPU lakukan, dan yang kita lihat di PC kita dalam bentuk game, program, gambar, dll. Ingin tahu, kan?

Evolusi GHz

Kami tidak selalu memiliki Gigahertz dalam sup, pada kenyataannya, hampir 50 tahun yang lalu, para insinyur hanya bermimpi untuk menamai frekuensi prosesor mereka dengan cara ini.

Awalnya juga tidak buruk, mikroprosesor pertama yang diimplementasikan pada satu chip adalah Intel 4004, kecoa kecil yang ditemukan pada tahun 1970 yang merevolusi pasar setelah komputer-komputer besar berbasis katup vakum yang bahkan tidak memiliki pencahayaan RGB. Tepat, ada saat ketika RGB tidak ada, bayangkan. Faktanya adalah bahwa chip ini mampu memproses string 4-bit pada frekuensi 740 KHz, tidak buruk, omong-omong.

Delapan tahun kemudian, dan setelah beberapa model, Intel 8086 tiba, sebuah prosesor tidak kurang dari 16 bit yang bekerja dari 5 hingga 10 MHz, dan masih berbentuk seperti kecoa. Itu adalah prosesor pertama yang mengimplementasikan arsitektur x86, yang saat ini kami miliki di prosesor, luar biasa. Tetapi arsitektur ini sangat bagus dalam menangani instruksi sehingga sebelum dan sesudah dalam komputasi. Ada juga yang lain seperti IBM Power9 untuk server, tetapi tidak diragukan lagi 100% komputer pribadi terus menggunakan x86.

Tetapi itu adalah prosesor DEC Alpha chip pertama dengan instruksi RISC yang mencapai penghalang 1 GHz pada tahun 1992, kemudian AMD tiba dengan Athlon pada tahun 1999 dan pada tahun yang sama Pentium III mencapai frekuensi ini.

CPI dari sebuah prosesor

Di era saat ini kami memiliki prosesor yang mampu mencapai hingga 5 GHz (5.000.000.000 operasi per detik) dan di atas itu mereka tidak hanya memiliki satu, tetapi hingga 32 core pada satu chip. Setiap core mampu melakukan lebih banyak operasi per siklus, sehingga kapasitasnya berlipat ganda.

Jumlah operasi per siklus juga disebut CPI (jangan dikacaukan dengan indeks harga konsumen). IPC adalah indikator kinerja prosesor, saat ini sangat modis untuk mengukur IPC prosesor, karena ini menentukan seberapa baik prosesor.

Saya jelaskan, dua elemen dasar CPU adalah core dan frekuensinya, tetapi terkadang memiliki lebih banyak core tidak berarti memiliki lebih banyak IPC, jadi ada kemungkinan bahwa CPU 6-core kurang kuat daripada CPU 4-core.

Instruksi suatu program dibagi menjadi utas atau tahapan, dan dimasukkan dalam prosesor sehingga, idealnya, instruksi lengkap dilakukan dalam setiap siklus clock, ini akan menjadi IPC = 1. Dengan cara ini, dalam setiap siklus, sebuah instruksi lengkap akan datang dan pergi. Tetapi tidak semuanya sangat ideal, karena instruksi sangat tergantung pada bagaimana program dibangun dan jenis operasi yang akan dilakukan. Menambahkan tidak sama dengan mengalikan, juga tidak sama jika suatu program memiliki banyak utas sebagai hanya satu.

Ada beberapa program untuk mengukur IPC suatu prosesor dalam kondisi yang semirip mungkin. Program-program ini mendapatkan nilai IPC rata-rata dengan menghitung waktu yang dibutuhkan prosesor untuk menjalankan program. Seri seperti ini:

Kesimpulan dan tautan yang lebih menarik

Ini benar-benar topik yang sangat menarik, kali ini tentang Hertz dan bagaimana kecepatan prosesor diukur. Ini benar-benar memberi banyak topik untuk dibicarakan, tetapi kita tidak dapat membuat artikel seperti novel juga.

Setidaknya kami berharap bahwa makna Hertz, frekuensi, siklus per detik dan CPI telah dijelaskan dengan baik. Sekarang kami meninggalkan Anda dengan beberapa tutorial menarik terkait dengan topik tersebut.

Jika Anda memiliki pertanyaan tentang topik tersebut, atau ingin menunjukkan sesuatu, tinggalkan komentar di kotak kami.