Число тактов которые процессор выполняет за 1 секунду это
Обновлено: 06.07.2024
Терафлопс (TFLOPS) — величина, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система. 1 терафлопс = 1 триллион операций в секунду = 1000 миллиардов операций в секунду. Обычно имеются в виду операции над плавающими числами размера 64 бита в формате IEEE 754.
TFLOPS = 1012 FLOPS = 103 GFLOPS
Чтобы найти пиковую производительность ЭВМ R, терафлопс, нужно тактовую частоту F, МГц, умножить на число процессоров (процессорных ядер) n, домножить на количество инструкций с плавающей запятой на такт (4 для процессоров Core2 — 2 операции Float Multiple Add) и поделить на 1******0:
Так, например, пиковая производительность компьютера на базе двухъядерного процессора AMD Phenom 9500 sAM2+ с тактовой частотой 2,2 ГГц равна:
2200 МГц × 2 ядра × 4×10-6 = 17,6 млрд операций в секунду = 0,0176 терафлопс.
Для четырехядерного процессора Core 2 Quad Q6600:
2400 МГц × 4 ядра × 4×10-6 = 38,4 млрд операций в секунду = 0,0384 терафлопс.
Скопипастено с Википедии
Т.е. находите нужные данные для своего процессора, подставляете их в формулу и находите кол-во операций в секунду.
Для моего Intel Pentium 4:
3000 х 1 х 2 х 10-6 = 6 млрд операций в секунду = 0.006 терафлопс.
В конце прошлого века для описания мощных и производительных вычислительных машин применялся термин «суперкомпьютер». Такие устройства стоили очень дорого и были довольно громоздкими. Иногда суперкомпьютер занимал несколько комнат и требовал специальный температурный режим для работы.
Для оценки производительности и сравнения таких вычислительных машин ввели термин «FLOPS»
Самые мощные суперкомпьютеры
Суперкомпьютер Cray 1
Вычислительная машина Cray 1, которая одной из первых заслужила титул «суперкомпьютера», была создана в 1974 году. Её производительность оценивалась в 180 миллионов операций в секунду.
Суперкомпьютеры NEC SX-2 (слева) и М-13 (справа)
Порог в 1 миллиард флопс (1 Гигафлопс) был преодолен уже в 1983 году. На тот момент рекордсменами считались суперкомпьютеры NEC SX-2 (производительность 1.3 Гфлопс) и М-13 академика Карцева (2.4 Гфлопс).
Суперкомпьютер ASCI Red
В середине 90-х вычислительная мощность суперкомпьютеров вычислялась уже триллионами флопс. Граница 1 Тфлопс была впервые преодолена в 1996-ом компьютером ASCI Red.
Суперкомпьютер IBM Roadrunner
1 квадриллион флопс (1 Петафлопс) покорился суперкомпьютеру IBM Roadrunner в 2008 году, аналитики полагают, что к 2020 году появятся экзафлопсные компьютеры, способных выполнять 1 квинтиллион операций с плавающей точкой в секунду.
Суперкомпьютер Sunway TaihuLight
C 1993 ведется международный рейтинг Top500 для оценки и сравнения производительности суперкомпьютеров. Сейчас топ возглавляет китайская разработка Sunway TaihuLight с вычислительной мощностью 93 петафлопс, запущенная в июне 2016 года.
Современные компьютеры и игровые консоли
Большая вычислительная мощность с 90-х годов становится доступна в домашних и офисных компьютерах.
- Популярный процессор 1999-2000 годов Intel Pentium III 500—1000 МГц имел производительность до 1-2 гигафлопс.
- В 2010 топовые модели были на уровне AMD Athlon II X4 640 3,0 ГГц с мощностью до 37,4 гигафлопс.
- Относительно современный Intel Core i7 (Haswell) с частотой 3,0-3,5 ГГц бьет планку в 350 гигафлопс.
Современные игровые консоли имеют такую производительность: Microsoft Xbox One — 1,23 терафлопса, Sony PlayStation 4 — 1,84 терафлопса, Nintendo Wii U — 352 гигафлопса.
Мобильные гаджеты в нашем кармане
Процессоры в последних моделях iPhone и iPad имеют мощность, которая измеряется в десятках и сотнях Гигафлопс. Новинка 2011-го года – Apple A5, который был «сердцем» iPhone 4S, iPad 2, iPad Mini, Apple TV 3 и iPod Touch пятого поколения, выдавал до 16 Гигафлопс.
Представленный в 2014 году Apple A8 (iPhone 6/ 6 Plus, iPad mini 4 и Apple TV 4) может похвастаться показателем уже в 115 Гигафлопс.
Начинка нового iPhone 7 и iPhone 7 Plus (процессор A10 Fusion) выжимает более 400 Гигафлопс.
Если сравнить эти показатели с суперкомпьютерами 80-90х, то видим, что iPhone 4S сопоставим с самыми мощными вычислительными устройствами конца 80-х годов, а топовая техника начала 90-х по производительности не далеко ушла от современного iPhone 7.
К чему все это
Увлеченные презентациями новых iPhone и iPad, в постоянных сравнениях Apple и Samsung, в череде анонсов Xiaomi и Meizu мы просто перестали обращать внимание на простые вещи. Всего за 10-20 лет технологии шагнули вперед настолько, что гаджеты, помещающиеся в кармане джинсов, можно сравнивать с компьютерами, которые не поместились бы в нашей квартире.
5 лет назад Стив Джобс показал iPhone, который превосходил суперкомпьютеры 80-х, а в сентябре 2016-го Тим Кук представил смартфон, который мощнее любого домашнего компьютера из нашего детства.
Очень интересно, как будут развиваться технологии дальше. Увидим ли мы еще больший скачок в производительности или пик роста мощности мы наблюдали в последние годы? Сможет ли условный iPhone 10 сравниться с представленным недавно MacBook Pro?
(5.00 из 5, оценили: 2)
я не говорю про рекорды вычисления а простые цыфры к примеру процов
AMD Athlon X2 Dual-Core 7850 и Intel® Core™ i7 (на соответствующим ему железе и ОС)
я не говорю про кеш и другие тех данные, но предположим что они +/- одинаковые
Процессор — это мозг вашего компьютера, и его производительность имеет решающее значение для скорости загрузки программ и стабильности их работы. Однако существует несколько способов измерения производительности процессора. Тактовая частота или просто «частота» — один из самых важных показателей.
Если вы хотите узнать тактовую частоту своего компьютера, откройте меню «Пуск» (или нажмите клавишу Windows*) и введите текст «О системе». Модель и тактовая частота вашего процессора будут показаны в графе «Процессор».
Что такое тактовая частота?
Обычно чем больше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Однако существует и много других факторов.
Ваш процессор каждую секунду обрабатывает множество команд различных программ (в форме низкоуровневых расчетов, таких как арифметические операции). Тактовая частота определяет количество циклов, выполняемых процессором за секунду и измеряется в гигагерцах (ГГц).
С технической точки зрения цикл представляет собой импульс, синхронизируемый внутренним осциллятором, но для наших целей это базовая единица, помогающая понять концепцию тактовой частоты процессора. В течение каждого цикла в процессоре открываются и закрываются миллиарды транзисторов.
Частота определяет количество операций, выполняемых за заданное время, как указывалось выше.
Процессор с тактовой частотой 3,2 ГГц выполняет 3,2 млрд. циклов в секунду. (В старых процессорах тактовая частота измерялась в мегагерцах или миллионах циклов в секунду).
Иногда в одном тактовой цикле выполняется несколько команд, а в других случаях одна команда обрабатывается за несколько тактовых циклов. Поскольку разные архитектуры процессоров обрабатывают команды по разному, лучше всего сравнивать тактовую частоту процессоров одной марки и одного поколения.
Например, новый процессор может легко обойти по производительности процессор пятилетней давности с более высокой тактовой частотой, поскольку новая архитектура обрабатывает команды более эффективно. Процессор Intel® серии X может обойти по производительности процессор серии K с более высокой тактовой частотой за счет того, что он распределяет задачи между большим количеством ядер и имеет больший размер встроенной кэш-памяти. Но в пределах одного поколения процессор с более высокой тактовой частотой обычно превосходит по производительности процессор с более низкой тактовой частотой при работе в нескольких приложениях. Именно поэтому важно сравнивать процессоры одной марки и одного поколения.
В этой статье мы рассмотрим, что такое процессор CPU, какие у него функции и из чего он состоит.
В каждом вычислительном устройстве (ПК, смартфон, фотоаппарат) есть центр, который отвечает за правильную работу машины ― процессор.
В широком смысле процессор ― это устройство, которое выполняет вычислительные и логические операции с данными. Чаще всего этот термин используется для обозначения центрального процессора устройства. Расшифровка CPU ― Central Processing Unit (центральное обрабатывающее устройство). Это самая важная часть компьютера. Его мозг. Он выглядит как квадрат размером приблизительно 5x5 см:
С обратной стороны CPU находятся ножки, с помощью которых он крепится к материнской плате:
От мощности центрального процессора зависит скорость обработки команд и продуктивность работы других составляющих компьютера. Например, можно купить современную видеокарту, но она не сможет показать свои возможности, если управляется слабым CPU.
Функции CPU
Какие функции выполняет центральный процессор CPU? Главная функция ― управление всеми операциями компьютера: от простейших сложений чисел на калькуляторе до запуска компьютерных игр. Если рассматривать основные функции центрального процессора подробнее, CPU:
- получает данные из оперативной памяти, выполняет с ними арифметические и логические операции, передаёт их на внешние устройства,
- формирует сигналы, необходимые для работы внутренних узлов и внешних устройств,
- временно хранит результаты выполненных операций, переданных сигналов и других данных,
- принимает запросы от внешних устройств и обрабатывает их.
Из чего состоит CPU
Центральный процессор состоит из 3-х частей:
- Ядро процессора, которое выполняет основную работу. Оно позволяет читать, расшифровывать, выполнять и отправлять инструкции. Ядро состоит из следующих частей:
- Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Выполняет основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе.
- Устройство управления (УУ). Управляет работой CPU с помощью электрических сигналов. От него зависит согласованность работы всех частей процессора и его связь с внешними устройствами.
Каждое ядро может выполнять только одну задачу, хоть и за долю секунды. Одноядерный процессор выполняет каждую задачу последовательно. Для современного объёма операций этого мало, поэтому ценятся CPU с более чем одним ядром, чтобы выполнять несколько задач одновременно. Например, двухъядерный выполняет две задачи одновременно, трехъядерный ― три и т. д.
- Запоминающее устройство. Это небольшая внутренняя память центрального процессора. Она состоит из регистров и кеш-памяти. В регистрах хранятся текущие команды, данные, промежуточные результаты операции. В кеш-память загружаются часто используемые команды и данные из оперативной памяти. Обратиться в кеш быстрее, чем в оперативную память, поэтому объём кеш-памяти влияет на скорость выполнения запросов.
- Шины ― это каналы, по которым передаётся информация. Они как рельсы для перевозки данных.
Главной характеристикой процессора является производительность. Она зависит от двух параметров: тактовая частота и разрядность.
Тактовая частота ― число выполненных операций в секунду. Измеряется в мегагерцах (МГц — миллион тактов в секунду ) и гигагерцах (ГГц — миллиард тактов в секунду). Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает машина.
Разрядность ― количество информации (байт), которое можно передать за такт. Разрядность процессора бывает 8, 16, 32, 64 бита. Современные процессоры 32-х и 64-битные.
Производители CPU
На рынке есть два основных производителя центральных процессоров ― Intel и AMD.
Продукты Intel — дорогие, но имеют высокую производительность. Потребляют меньше энергии, следовательно меньше перегреваются. Имеют хорошую связь с оперативной памятью.
Продукты AMD значительно отстают от Intel, однако стоят дешевле. Они требуют много энергии и хуже взаимодействуют с оперативной памятью по сравнению с процессорами от Intel.
Одним из важнейших устройств компьютера является центральный процессор (CPU — англ, central processing unit, что переводится как «центральное вычислительное устройство»). Именно от типа процессора и его характеристик в первую очередь зависит производительность компьютерной системы в целом.
Центральный процессор — это устройство компьютера, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными, а также координации работы всех устройств компьютера.
Современные центральные процессоры для персональных компьютеров выполняются в виде отдельных микросхем и называются микропроцессорами. В дальнейшем будем считать понятия «микропроцессор» и «процессор» равнозначными.
Схема состава микропроцессора показана на рисунке 1.
Основным элементом микропроцессора является ядро, от которого зависит большинство характеристик самого процессора. Ядро представляет собой часть микропроцессора, содержащую его основные функциональные блоки и осуществляющую выполнение одного потока команд.
Современные процессоры могут иметь более одного ядра, т.е. могут быть многоядерными. Многоядерные процессоры способны выполнять одновременно несколько потоков команд. Основная причина перехода к многоядерным процессорам была вызвана тем, что повышение производительности микропроцессоров путем дальнейшего наращивания тактовой частоты достигло физического предела в связи с очень высоким уровнем тепловыделения и энергопотребления. Производительность многоядерного процессора увеличивается за счет распараллеливания обработки данных между несколькими ядрами. Визуальное представление процессора показано на рисунке 2.
Ядро процессора помещается в корпус (пластмассовый или керамический) и соединяется проводками с металлическими ножками (выводами), с помощью которых процессор присоединяется к системной плате компьютера. Количество выводов и их расположение определяют тип процессорного интерфейса (разъема). Каждая системная плата ориентирована на один определенный тип разъема
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет все математические и логические операции.
Управляющее устройство (УУ) обеспечивает выполнение процессором последовательности команд программы.
Набор регистров — ячейки памяти внутри процессора, используемые для размещения команд программы и обрабатываемых данных.
Кэш-память (кэш) — сверхбыстрая память, хранящая содержимое наиболее часто используемых ячеек оперативной памяти, а также части программы, к которым процессор обратится с наибольшей долей вероятности. Процессор в первую очередь пытается найти нужные данные именно в кэш-памяти, а если их там не оказывается, обращается к более медленной оперативной памяти. Кэш-память делится на два или три уровня, которые обозначаются LI, L2 и L3 (чаще всего уровней два).
Сопроцессор — элемент процессора, выполняющий действия над числами с плавающей запятой.
Характеристики микропроцессора Тактовая частота. Для каждой выполняемой процессором команды требуется строго определенное количество единиц времени (тактов). Тактовые импульсы формируются генератором тактовой частоты, установленным на системной плате. Чем чаще они генерируются, тем больше команд процессор выполняет за единицу времени, т. е. тем выше его быстродействие. Тактовая частота обычно выражается в мегагерцах. 1 МГц равен 1 миллиону тактов в секунду. Первые модели процессоров Intel ( i 8008 x ) работали с тактовыми частотами, меньшими 5 МГц. Сегодня тактовая частота последних процессоров превышает 3 ГГц (1 ГГц = 1000 МГц). Внутренняя архитектура процессора, как и тактовая частота, также влияет на работу процессора, поэтому два CPU с одинаковой тактовой частотой не обязательно будут тратить одинаковое время на выполнение одной команды. Если, например, микропроцессору Intel 80286 требовалось 20 тактов, чтобы выполнить команду умножения двух чисел, то Intel 80486 или старше мог выполнить это же действие за один такт. Некоторые процессоры способны выполнять более одной команды за 1 такт. Их называют суперскалярными. Различают внутреннюю и внешнюю тактовую частоту. Внешняя тактовая частота — это частота, с которой процессор обменивается данными с оперативной памятью компьютера. Как уже было сказано выше, она формируется генератором тактовых импульсов (кварцевым резонатором).
Внутренняя тактовая частота — это частота, с которой происходит работа внутри процессора. Именно это значение указывается в прайс-листах фирм, продающих процессоры.
Читайте также: