รอบสัญญาณนาฬิกาของหน่วยประมวลผลและรอบเครื่อง

หน่วยนอกระบบ · ปริมาณ: ช่วงของการเข้าจังหวะ และมาตรวัดของงานคำนวณ

ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2004 อินเทลยกเลิกการพัฒนาหน่วยประมวลผลที่ควรจะทำงานที่สิบกิกะเฮิรตซ์ และนั่นมิใช่ความล้มเหลวทางเทคนิค หากเป็นการยอมรับกำแพงทางฟิสิกส์: ชิปที่ถูกเร่งเร็วขึ้นเท่าตัวเรียกร้องกำลังสี่เท่าและหลอมละลายเสียเฉย ๆ การแข่งขันด้านความถี่ซึ่งดำเนินมาสามสิบปีจบลงในวันเดียว และพร้อมกันนั้นก็จบนิสัยที่ตัดสินเครื่องจากตัวเลขบนกล่อง

ตัวรอบเองคือช่วงระหว่างขอบสองขอบของสัญญาณนาฬิกา ก้าวเดียวกันนั้นที่ทำให้ทุกส่วนซึ่งเข้าจังหวะกันบนชิปสลับพร้อมกัน ส่วนกลับของมันคือความถี่ ดังนั้นหนึ่งรอบที่ห้ากิกะเฮิรตซ์จึงกินเวลาสองในสิบของนาโนวินาที ในช่วงนั้นแสงไปได้หกเซนติเมตร ส่วนสัญญาณบนลายทองแดงยิ่งน้อยกว่านั้น — น้อยกว่าความกว้างของชิป

01 · นิยาม

รอบคือคาบของสัญญาณนาฬิกา กล่าวคือช่วงระหว่างขอบสองขอบที่มีทิศเดียวกัน ซึ่งองค์ประกอบที่เข้าจังหวะกันบนชิปเปลี่ยนสถานะพร้อมกัน ส่วนรอบเครื่องคือจำนวนเต็มของรอบที่หน่วยประมวลผลใช้ทำการกระทำหนึ่งจนเสร็จ ในเครื่องแบบสายพานมันถูกแทนที่ด้วยมาตรวัดกลับด้าน — จำนวนรอบต่อหนึ่งคำสั่ง ซึ่งส่วนกลับของมันเองบอกว่าในหนึ่งรอบมีกี่คำสั่งออกจากสายพาน

ความยาวของรอบมิได้ถูกกำหนดโดยธรรมชาติ หากโดยการเดินลายบนชิป: มันสั้นกว่าเส้นทางที่ช้าที่สุดระหว่างฟลิปฟลอปสองตัวไม่ได้ รวมทั้งความหน่วงของฟลิปฟลอปเองและส่วนเผื่อสำหรับการกระจายของค่าพารามิเตอร์ จากตรงนี้เองมาถึงไม้เด็ดตามปกติของนักออกแบบ — ตัดเส้นทางตรรกะที่ยาวออกเป็นสองขั้นของสายพาน: รอบสั้นลงครึ่งหนึ่ง ความถี่เพิ่มเป็นสองเท่า ส่วนคำสั่งบัดนี้ต้องเดินขึ้นบันไดทั้งชุด

ทว่าสิ่งที่จำกัดความถี่มิใช่ตรรกะ หากคือกำลัง: การบริโภคเชิงพลวัตโตขึ้นตามความถี่และตามกำลังสองของแรงดัน และแรงดันก็ต้องถูกยกขึ้นเพื่อให้วงจรตามทันที่ความถี่ซึ่งสูงขึ้น ความร้อนจึงไปประมาณเท่ากับกำลังสามของความถี่ และบนความสัมพันธ์กำลังสามนี้เองที่การแข่งขันกิกะเฮิรตซ์หยุดลงราวสี่

ท้ายที่สุด รอบคือหน่วยที่ความยาวไม่คงที่ การจัดการพลังงานเปลี่ยนความถี่หลายร้อยครั้งต่อวินาทีตามภาระและอุณหภูมิ ดังนั้นจากจำนวนรอบจึงตัดสินเวลาที่ผ่านไปไม่ได้ แต่ตัดสินงานที่ทำเสร็จได้: ตัวนับรอบมิได้นับวินาที หากนับก้าวของการคำนวณ และคุณค่าที่แท้จริงของมันอยู่ตรงนี้

02 · การแปลงหน่วย

ความถี่ คาบ งาน

ใส่ความถี่หรือความยาวของรอบ แล้วบัตรจะแสดงส่วนกลับ ระยะทางที่สัญญาณไปในหนึ่งรอบ และราคาของการเข้าถึงหน่วยความจำเป็นรอบ ตระกูลแรกแม่นยำโดยนิยาม ตระกูลที่สองอาศัยค่าเฉลี่ยของแกนหนึ่ง ตระกูลที่สามอาศัยความหน่วงตามแบบฉบับของลำดับชั้นหน่วยความจำในปัจจุบัน

ความเร็วของสัญญาณบนลายถูกถือเป็นหกในสิบของความเร็วแสง ในการตั้งค่าละเอียดของบัตรสามารถเปลี่ยนเป็นครึ่งหนึ่งได้

05 · กฎการเขียน

รอบกับเฮิรตซ์ไม่ใช่สิ่งเดียวกัน

ความถี่เขียนเป็นเฮิรตซ์ โดยคำอุปสรรคใช้ตัวใหญ่ในเมกะและกิกะ ส่วนจำนวนรอบเขียนเป็นจำนวนเต็มโดยไม่มีหน่วยใด ๆ เพราะรอบไม่ใช่หน่วย SI ดัชนีสมรรถนะเขียนด้วยตัวใหญ่ ไม่มีจุด และระบุว่าเป็นของแกนใด การผสมความถี่กับสมรรถนะไว้ในปริมาณเดียวนั้นไม่อนุญาต

การเขียนแบบแรกผสมสองปริมาณที่ต่างกัน: จำนวนรอบไม่มีมิติ ส่วนเฮิรตซ์วัดความถี่ แบบที่สองละเมิดขนาดตัวอักษรของคำอุปสรรค ซึ่งบังคับในเมกะและกิกะ แบบที่สามเปรียบเทียบด้วยความถี่ระหว่างสถาปัตยกรรมที่มีรอบต่อคำสั่งต่างกันหลายเท่า และจากการเปรียบเทียบเช่นนั้นไม่ได้อะไรเลย ส่วนแบบที่สี่ถือปริมาณที่แปรผันว่าคงที่

06 · หน่วยข้างเคียง

ข้าง ๆ กันยืนอยู่หน่วยที่วัดงานเดียวกันจากด้านอื่น: เฮิรตซ์ในฐานะความถี่ของสัญญาณเอง จำนวนการดำเนินการทศนิยมลอยตัวต่อวินาที และจำนวนคำสั่งที่ตกอยู่ในหนึ่งรอบ ทั้งหมดสืบมาจากกันและกันทันทีที่รู้ความถี่และพฤติกรรมของสายพาน

ใน แผ่นข้อมูลของ Simetrium ที่อยู่ข้างกันคือ เฮิรตซ์, ซึ่งให้ความถี่, วินาที และคำอุปสรรคย่อยของมัน, unix time, ที่ซึ่งขีดจำกัดก็ถูกกำหนดโดยคำของเครื่องเช่นกัน, และ บิต s ไบต์, ที่ใช้วัดสิ่งซึ่งรอบหนึ่งบรรทุกไป

08 · ภาษาของคุณ