In moderne CPU's vormen twee statistieken de kern van reclame. De eerste is de kloksnelheid in GHz en de tweede is het aantal processorkernen. Hoewel beide belangrijk zijn voor de prestaties, zijn er ook veel andere factoren. Deze menagerie van elementen betekent dat het moeilijk is om de prestaties van twee verschillende CPU-architecturen te vergelijken.
U kunt bijvoorbeeld de prestaties van een CPU van Intel en een CPU van AMD niet rechtstreeks vergelijken door de statistieken te vergelijken. De enige betrouwbare manier om het verschil in prestaties te zien, is door real-world benchmarks uit te voeren. Frustrerend genoeg zult u merken dat de prestatievergelijking enigszins kan variëren tussen benchmarks. Elke CPU-architectuur heeft sterke en zwakke punten die passen bij of worstelen met de manier waarop specifieke programma's worden gecodeerd.
Om de beste prestaties voor u te krijgen, is het het beste om prestatiestatistieken te bekijken in het programma of de programma's die u wilt gebruiken. Als de specifieke software niet is gebenchmarkt, kunt u het beste controleren op algemene gemiddelde prestatieverschillen, idealiter in programma's die vergelijkbare dingen doen.
Zolang de algehele CPU-architectuur niet te veel verandert tussen generaties, kun je over het algemeen de statistieken vergelijken om te zien welke het snelst is. Dit werkt alleen als er relatief kleine incrementele architectuurwijzigingen zijn geweest. Aanzienlijke wijzigingen in de CPU-architectuur maken deze vergelijkingen vaak aanzienlijk moeilijker.
Het is bijvoorbeeld relatief eenvoudig om de prestaties van AMD's Ryzen-CPU's van generatie op generatie te vergelijken. Het is echter moeilijker om prestatieverschillen tussen AMD's Ryzen-familie-CPU's en de Bulldozer-familie-CPU's direct te voorspellen, aangezien de architecturen aanzienlijke verschillen vertonen.
Single-threaded prestaties
Single-threaded prestaties meten hoe snel een enkele CPU-kern kan draaien. Het prestatieverschil binnen een enkele generatie CPU's is de kloksnelheid. Zoals hierboven besproken, zijn directe vergelijkingen tussen CPU-generaties iets gecompliceerder vanwege kleine architecturale verschillen. Daarentegen zijn vergelijkingen tussen CPU-fabrikanten nog complexer.
De kloksnelheid van een CPU wordt gemeten in MHz of GHz. MHz en GHz zijn de normale samentrekkingen voor "Mega Hertz" en "Giga Hertz." Mega is het SI-standaardvoorvoegsel voor miljoen, terwijl Giga het SI-standaardvoorvoegsel is voor miljard. Op harde schijven worden gegevens doorgaans in bytes opgeslagen; een MegaByte is een miljoen bytes, terwijl een GigaByte een miljard bytes is. Hertz is een eenheid van frequentie, waarbij 1 Hz eenmaal per seconde is. Een klok tikt met een snelheid van 1 Hertz, terwijl een standaard computermonitor een verversingssnelheid van 60 Hertz heeft.
De allereerste CPU, de Intel 4004, uitgebracht in 1971, had een kloksnelheid van 740KHz, 0,74MHz of 0,00074GHz. In de loop van de tijd, naarmate het ontwerp en de fabricagemogelijkheden van de CPU zijn toegenomen, is de snelheid van de CPU-klok is gestegen. In 1974 bracht Intel de 8008 uit, die de onstuimige kloksnelheid van 2 MHz bereikte. In 1999 bracht AMD de Athlon CPU uit, de eerste die de 1GHz-grens bereikte.
Kort daarna kwamen CPU-ontwerpen thermische beperkingen tegen, waardoor ze moeite hadden om de warmte af te voeren die in zo'n klein gebied werd gegenereerd. Er is gekozen voor een multi-corebenadering om verdere prestatieverbeteringen te bereiken, waardoor twee parallelle processen tegelijkertijd kunnen werken. Dit verdubbelde het werk dat in een bepaald tijdsbestek kon worden gedaan, maar zorgde er niet voor dat de snelheid van het voltooien van een enkel proces werd verhoogd. Ondanks de moeilijkheden zijn moderne CPU's zo goed als in staat om een kloksnelheid van 5,5 GHz te halen.
Conclusie
CPU's gebruiken een klok om hun snelheid te regelen. Deze klok doorloopt elke seconde vele, vele cycli. Om het lezen en begrijpen te vergemakkelijken, presenteren CPU-fabrikanten de kloksnelheid van CPU's in GHz. GHz is een eenheid die miljarden veranderingen per seconde betekent. Een 5GHz CPU doorloopt vijf miljard klokcycli per seconde.
Als alles gelijk is, zou het vijf keer zo snel zijn als een CPU die op 1 GHz draait. CPU-architectuur is echter buitengewoon complex. In de loop van de tijd was de CPU-architectuur aanzienlijk verbeterd, wat betekent dat een moderne 5GHz-CPU meer dan vijf keer sneller zal zijn dan een 1GHz-CPU uit de tijd dat dat baanbrekend was.
Bovendien is GHz geen unieke maatstaf voor CPU's. GPU's hebben nu bijvoorbeeld kloksnelheden gemeten in GHz. Elektromagnetische straling met een golflengte met een frequentie in het GHz-bereik ergens tussen Super High-Frequency Microwaves en de Far Infrared-gedeelten van de elektromagnetische spectrum.