Ghz: qu'est-ce qu'un gigahertz en informatique

Si vous entrez dans le monde de l'informatique et que vous cherchez des processeurs à acheter, vous aurez lu plusieurs fois GHz ou Gigahertz ou Gigahertzio. Tout cela est exactement le même, et non, ce n'est pas un assaisonnement alimentaire, c'est une mesure qui est très souvent utilisée en informatique et en ingénierie.

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Donc, le moins que nous puissions faire à ce stade est d' expliquer ce que cette mesure mesure et pourquoi elle est tellement utilisée aujourd'hui. Peut-être qu'après cela, vous serez plus clair sur beaucoup de choses que vous rencontrez chaque jour dans le monde de l'électronique.

Qu'est-ce qu'un GHz ou Gigahertz

GHz est l'abréviation d'une mesure utilisée en électronique appelée Gigahertz en espagnol, bien que nous puissions également la trouver sous le nom de Gigahertz. Et ce n'est pas vraiment une mesure de base, mais c'est un multiple de Hertz, en particulier nous parlons de 10, 9 millions de Hertz.

Donc, ce que nous devrons vraiment définir, c'est le Hertz, la mesure de base et d'où viennent le Kilohertz (kHz), le Megahertz (Mhz) et le Gigahertz (GHz). Eh bien, cette mesure a été inventée par Heinrich Rudolf Hertz, dont le nom de famille vient du nom de la mesure. C'était un physicien allemand qui a découvert comment les ondes électromagnétiques se propagent dans l'espace. Donc, vraiment, cette mesure vient du monde des ondes et pas uniquement de l'informatique.

Un Hertz représente un cycle par seconde, en fait, jusqu'en 1970, Hertz n'était pas appelé cycles. Au cas où vous ne le sauriez pas, un cycle est simplement la répétition d'un événement par unité de temps, qui dans ce cas sera le mouvement d'une vague. Un Hertz mesure ensuite le nombre de fois qu'une onde se répète dans le temps, qui peut être sonore ou électromagnétique. Mais cela est également extensible aux vibrations des solides ou aux vagues de la mer.

Si nous essayons de souffler un papier parallèlement à sa surface, nous remarquerons qu'il commence à onduler en répétant le motif de temps en temps, en secondes ou millièmes de seconde si nous soufflons fort. La même chose se produit avec les vagues, et à cette ampleur, nous l'appelons fréquence (f) et c'est l'inverse d'une période, qui est mesurée en secondes claires. Si nous mettons tout cela ensemble, nous pouvons définir Hertz comme la fréquence de l'oscillation d'une particule (d'une onde, du papier, de l'eau) dans une période d'assurance.

Ici, nous pouvons voir la forme d'une vague et comment elle se répète sur une période. Dans le premier, nous avons la mesure de 1 Hz, car en une seconde il n'a subi qu'une seule oscillation. Et dans la deuxième image, en une seule seconde, il a oscillé 5 fois complètement. Imaginez alors combien serait 5 GHz.

nom	Symbole	Valeur (Hz)
Microhertz	µHz	0, 000001
Millihertz	mHz	0, 001
…	…	…
Hertz	Hz	1
Decahertz	daHz	10
Hectoertium	hHz	100
Kilohertz	kHz	1 000
Megahertz	MHz	1 000 000
Gigahertz	GHz	1 000 000 000
…	…	…

GHz en informatique

Maintenant que nous savons vraiment ce qu'est un Hertz et d'où il vient, il est temps de l'appliquer à l'informatique.

Le Hertz mesure la fréquence d'une puce électronique, pour nous, le plus connu est le processeur. Donc, en lui transférant la définition, un Hertz est le nombre d'opérations qu'un processeur peut effectuer en une seconde. C'est ainsi que la vitesse d'un processeur est mesurée.

Le processeur d'un ordinateur (et d'autres composants électroniques) est un appareil chargé d' exécuter certaines opérations envoyées depuis la mémoire principale sous la forme d'instructions générées par les programmes. Ensuite, chaque programme est subdivisé en tâches ou processus, et à son tour en instructions, qui seront exécutées une par une par le processeur.

Plus un processeur dispose de hertz, plus il peut exécuter d'opérations ou d'instructions en une seconde. En commun, on peut aussi appeler cette fréquence " vitesse d'horloge ", car l'ensemble du système est synchronisé par un signal d'horloge afin que chaque cycle dure le même temps et que le transfert d'informations soit parfait.

Le CPU ne comprend que les signaux électriques

Comme vous l'aurez compris, un composant électronique ne comprend que les tensions et les amplis, signal / pas de signal, donc toutes les instructions doivent être traduites en zéros et en uns. Actuellement, les processeurs sont capables de travailler simultanément avec des chaînes pouvant aller jusqu'à 64 zéros et uns, appelés bits, et cela représente la présence ou l'absence d'un signal de tension.

Le CPU ne reçoit qu'une succession de signaux qu'il est capable d'interpréter avec sa structure de portes logiques internes , qui à leur tour sont composées de transistors qui sont responsables du passage ou non des signaux électriques. Il est ainsi possible de donner un «sens compréhensible» à l'être humain, sous forme d'opérations mathématiques et logiques: addition, soustraction, multiplication, division, AMD, OR, NOT, NOR, XOR. Tout cela et bien d'autres sont les opérations que le CPU fait, et que nous voyons sur notre PC sous forme de jeux, de programmes, d'images, etc. Curieux, non?

L'évolution du GHz

Nous n'avons pas toujours eu Gigahertz dans la soupe, en fait, il y a près de 50 ans, les ingénieurs rêvaient de nommer la fréquence de leurs processeurs de cette façon.

Le début n'était pas mal non plus, le premier microprocesseur implémenté sur une seule puce était l' Intel 4004, un petit cafard inventé en 1970 qui a révolutionné le marché après ces énormes ordinateurs à valve à vide qui n'avaient même pas d'éclairage RVB. Exactement, il fut un temps où RVB n'existait pas, imaginez. Le fait est que cette puce était capable de traiter des chaînes de 4 bits à une fréquence de 740 KHz, pas mal, soit dit en passant.

Huit ans plus tard, et après quelques modèles, l' Intel 8086 est arrivé, un processeur de pas moins de 16 bits qui fonctionnait de 5 à 10 MHz, et avait toujours la forme d'un cafard. Ce fut le premier processeur à implémenter l'architecture x86, que nous avons actuellement sur les processeurs, incroyable. Mais cette architecture était si bonne pour gérer les instructions que c'était un avant et un après dans l'informatique. Il y en a également eu d'autres comme IBM Power9 pour serveurs, mais sans aucun doute 100% des ordinateurs personnels continuent d'utiliser x86.

Mais c'est le processeur DEC Alpha, la première puce avec instructions RISC qui a atteint la barrière des 1 GHz en 1992, puis AMD est arrivé avec son Athlon en 1999 et la même année, les Pentium III ont atteint ces fréquences.

L'IPC d'un processeur

À l'ère actuelle, nous avons des processeurs capables d'atteindre jusqu'à 5 GHz (5 000 000 000 d'opérations par seconde) et pour couronner le tout, ils ont non seulement un, mais jusqu'à 32 cœurs sur une seule puce. Chaque cœur est capable d'effectuer encore plus d'opérations par cycle, de sorte que la capacité se multiplie.

Le nombre d'opérations par cycle est également appelé IPC (à ne pas confondre avec l'indice des prix à la consommation). L'IPC est un indicateur des performances d'un processeur, il est actuellement très à la mode de mesurer l'IPC des processeurs, car cela détermine la qualité d'un processeur.

Je m'explique, deux éléments de base d'un processeur sont les cœurs et leur fréquence, mais avoir parfois plus de cœurs n'implique pas d'avoir plus d'IPC, il est donc possible qu'un processeur à 6 cœurs soit moins puissant qu'un processeur à 4 cœurs.

Les instructions d'un programme sont divisées en threads ou étapes, et sont entrées dans le processeur de sorte que, idéalement, une instruction complète soit exécutée à chaque cycle d'horloge, ce serait IPC = 1. De cette façon, à chaque cycle, une instruction complète allait et venait. Mais tout n'est pas si idéal, car les instructions dépendent en grande partie de la façon dont le programme est construit et du type d'opérations à effectuer. Ajouter n'est pas la même chose que multiplier, ni la même chose si un programme a plusieurs threads comme un seul.

Il existe des programmes pour mesurer l'IPC d'un processeur dans des conditions aussi similaires que possible. Ces programmes obtiennent une valeur IPC moyenne en calculant le temps nécessaire au processeur pour exécuter un programme. Des séries comme celle-ci:

Conclusion et liens plus intéressants

C'est vraiment un sujet très intéressant, celui-ci sur Hertz et comment la vitesse d'un processeur est mesurée. Cela donne vraiment de nombreux sujets à aborder, mais nous ne pouvons pas non plus faire un article comme des romans.

Nous espérons au moins que la signification du Hertz, la fréquence, les cycles par seconde et l'IPC ont été bien expliqués. Maintenant, nous vous laissons avec quelques tutoriels intéressants liés au sujet.

Si vous avez des questions sur le sujet ou si vous souhaitez signaler quelque chose, laissez-nous un commentaire dans la boîte.