Una delle misure più frequentemente propagandate delle prestazioni del processore è la velocità di un dato chip in gigahertz. I processori con classificazioni GHz più elevate possono, in teoria, fare di più in una determinata unità di tempo rispetto ai processori con classificazioni GHz inferiori. Tuttavia, la valutazione della velocità del processore è solo uno dei tanti fattori che influiscono sulla velocità con cui elabora effettivamente i dati. Dato che alcune applicazioni specializzate possono essere molto impegnative dal punto di vista computazionale, scegliere il computer più veloce è più importante che acquistare una macchina con la massima velocità di clock.
Orologi di sistema
I processori funzionano secondo un orologio che batte un determinato numero di volte al secondo, solitamente misurato in gigahertz. Ad esempio, un processore da 3.1 GHz ha un clock che batte 3.1 miliardi di volte al secondo. Ogni battito di clock rappresenta un'opportunità per il processore di manipolare un numero di bit equivalente alla sua capacità: i processori a 64 bit possono lavorare su 64 bit alla volta, mentre i processori a 32 bit lavorano su 32 bit alla volta.
Interno vs esterno
L'orologio che di solito viene incluso nei materiali di marketing è l'orologio interno, ma un processore ha anche un orologio esterno che determina la velocità con cui il processore può comunicare con il mondo esterno. L'orologio interno rappresenta la velocità con cui il processore può manipolare i dati che già possiede, mentre l'orologio esterno specifica la velocità con cui può leggere le informazioni di cui ha bisogno per manipolare o la velocità con cui può produrre i dati manipolati. Alla data di pubblicazione, gli orologi esterni sono spesso significativamente più lenti degli orologi interni. Ad esempio, mentre un processore può funzionare a 3 GHz, il suo clock esterno potrebbe essere ovunque da poche centinaia di MHz a 1 GHz. Poiché il clock esterno determina la velocità con cui il processore può comunicare con la memoria del sistema, ha un effetto significativo sulla velocità reale del processore.
Orologi e istruzioni
La differenza tra le velocità di clock interne ed esterne di un processore è una limitazione delle sue prestazioni. Un altro è il numero di tick di clock necessari per eseguire un'istruzione. Sebbene alcune istruzioni possano essere completate in un solo tick, ad esempio potrebbero essere necessari quattro tick per completare un'operazione di moltiplicazione. Ciò trasformerebbe un processore che può, ad esempio, aggiungere a 4 GHz in uno che si moltiplica a una velocità effettiva di 1 GHz.
Putting It All Together
I tre fattori qui identificati lavorano insieme per determinare la velocità di funzionamento di un determinato processore. I chip a 32 bit funzionano su una quantità di dati doppia contemporaneamente rispetto ai chip a XNUMX bit, offrendo loro un significativo aumento delle prestazioni. I processori con clock esterni più veloci possono anche scambiare dati con il computer più velocemente di quelli con clock esterni più lenti. Infine, i processori con set di istruzioni più efficienti che possono svolgere più lavoro in meno cicli di clock vengono eseguiti più rapidamente di quelli che richiedono più cicli per completare un'istruzione. Dopo aver reso tutti questi fattori uguali, confronta i processori per vedere quale è più veloce osservando il valore di gigahertz della velocità di clock interna.