Производительность, быстродействие, тактовая частота

Производительностьсовременных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду. Единицами измерения служат:

□ МИПС(MIPS — Millions Instruction Per Second) — для операций над числа­ми, представленными в форме с фиксированной запятой (точкой);

□ МФЛОПС(MFLOPC - Millions of FLoating point Operation Per Second) -для операций над числами, представленными в форме с плавающей запятой (точкой).

Реже производительность компьютеров определяют с использованием следую­щих единиц измерения:

□ КФЛОПС(kFLOPS — KiloFLOPS) для низкопроизводительных компьюте­ров — тысяча неких усредненных операций над числами;

□ ГФЛОПС(GFLOPS — GigaFLOPS) — миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой.

Оценка производительности компьютеров всегда приблизительна, ибо ориен­тируется на некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды опера­ций.

Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций. В 70-е годы были разработаны усредненные наборы операций (смеси Гибсона) для разных типов задач: экономических, технических, математических и т. д., в которые разные команды входили в определенном процентном отноше­нии. По смесям Гибсона можно определять среднее быстродействие компьютера для этих типов задач. Существуют и более новые тесты: тестовые наборы фирм-изготовителей для определения быстродействия своих изделий — показатель iCOMP — Intel Comparative Microprocessor Performance (1992 год) для мик­ропроцессоров фирмы Intel (iCOMP2.0 — тест 1996 года), ориентированный на 32-битовые ОС и мультимедийные технологии; специализированные тесты для конкретных областей применения компьютеров — Winstone 97-Business для офисной группы задач, варианты тестов WinBench 97 для других видов задач.

Для компьютеров, выполняющих самые разные задания, эти оценки будут весь­ма неточными. Поэтому для характеристики ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более объективно определяющую быст­родействие машины, так как каждая операция требует для своего выполнения вполне определенного количества тактов. Зная тактовую частоту, можно доста­точно точно определить время выполнения любой машинной операции.

Например, при отсутствии конвейерного выполнения команд и увеличения внут­ренней частоты у микропроцессора тактовый генератор с частотой 100 МГц обес­печивает выполнение 20 млн коротких машинных операций (простые сложение и вычитание, пересылка информации и т. д.) в секунду; с частотой 1000 МГц — 200 млн коротких операций в секунду.

Следует иметь в виду, что разные компоненты ПК имеют различные тактовые частоты. Так, частота тактового генератора определяет только базовую частоту ПК, а внутренняя частота МП, в частности, иногда в сотни раз (коэффициент умножения) больше этой базовой частоты.