Verarbeitungsgeschwindigkeit und Verarbeitungsbandbreite
Die Verarbeitungsgeschwindigkeit in der IT bezieht sich meist auf einen Prozessor, weil der hauptsächlich für die Datenverarbeitung verantwortlich ist und mit seiner Verarbeitungsgeschwindigkeit maßgeblichen Einfluss auf die Gesamtgeschwindigkeit eines Computersystems hat. Als Maßeinheiten existieren hierfür die Taktrate (Frequenz) in Hertz (Hz) oder Bit pro Sekunde.
Bei der Datenverarbeitung geht es aber nicht um die Menge der Daten, sondern eher um die Anzahl der verarbeiteten Befehle, Instruktionen oder Operationen. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Computersystems wird also eher nicht als Taktrate oder in Bit pro Sekunde (Bit/s), sondern zum Beispiel in IPC, MIPS, FLOPS oder auch FPS angegeben. Die Effektivität der Befehlsausführung spielt dabei eine große Rolle.
Wichtig ist, eine Geschwindigkeitsangabe muss immer mit einer Zeiteinheit angegeben werde. Also zum Beispiel Kilometer pro „Stunde“ beim Auto oder eben auch Instruktionen pro „Sekunde“ beim Prozessor.
Taktrate (Frequenz)
Ursprünglich wurde die Leistungsfähigkeit eines Prozessors anhand der Taktrate bzw. Taktfrequenz angegeben: Je höher sie war, desto schneller arbeitete der Prozessor. Das Erhöhen der Taktfrequenz galt lange Zeit als der einfachste Weg, um mehr Leistung zu erzielen.
Allerdings sagt die Taktfrequenz allein nur wenig über die tatsächliche Leistungsfähigkeit aus. Bei lese- und schreibintensiven Aufgaben ist beispielsweise entscheidend, wie schnell das Speichermedium ist, von dem Daten gelesen oder auf das geschrieben wird, da dieses häufig den begrenzenden Faktor darstellt.
Die Taktfrequenz kann daher nicht das allein ausschlaggebende Kriterium sein. Sehr viel wichtiger ist, wie viele Befehle (Instructions) eine CPU pro Taktzyklus oder pro Sekunde bewältigen kann.
IPC - Instructions per Clock (Instruktionen pro Takt)
Prozessoren sind so komplex, dass sich ihre Leistungsfähigkeit nicht allein in der Taktfrequenz ausdrücken lässt. Statt dessen geht es um die Effizienz eines Prozessors, die in der Anzahl der Befehle pro Taktschritt ausgedrückt wird. Meist wird die Effizienz in Instruction Per Cycle oder Instruction Per Clock (IPC) angegeben. Manchmal wird auch der Kehrwert Cycles per Instruction (CPI) verwendet.
IPS - Instructions Per Second (z. B. MIPS)
IPS steht für Instructions per Second und ist eine Maßeinheit für die Rechenleistung eines Prozessors. Sie gibt an, wie viele Maschinenbefehle pro Sekunde ausgeführt werden können.
OPS - Operations Per Second (z. B. FLOPS)
OPS steht für Operations Per Second und ist eine Leistungskennzahl für Prozessoren. Sie beschreibt, wie viele Rechenoperationen ein Chip pro Sekunde ausführen kann.
Oft kommt die Einheit OPS im Bereich KI-Beschleuniger (AI Accelerators) vor. Hier wird dann ein Vielfaches mit Einheiten-Vorzeichen wie MOPS und TOPS verwendet.
FPS - Frames per Second (Framerate)
Bei Frames per Second, kurz fps (FPS), oder Bilder pro Sekunde spricht man auch von der Framerate. Sie gibt an, wie viele Bildschirmdarstellungen eine Grafikkarte pro Sekunde erzeugen kann.
Aus der Anzahl der berechneten bzw. gerenderten Bilder geteilt durch die vergangene Zeit in Sekunden erhält man die durchschnittliche Framerate, die dann auch als Maßeinheit für die Spiele-Leistung verwendet wird.
Dabei geht es nicht nur darum, eine möglichst hohe Framerate zu haben, sondern dass diese möglichst konstant bleibt, weil man sonst auftretende Verzögerungen als ruckelnde Bewegungen auf dem Bildschirm wahrnimmt, was als störend empfunden wird.
Verarbeitungsbandbreite / Verarbeitungseinheiten
Typischerweise wird die Verarbeitungsbandbreite in Bit oder manchmal auch in Byte oder ein Vielfaches davon angegeben. Es gibt aber auch die Verarbeitungseinheit „Page“ (Seite), bei der es sich im Allgemeinen um 4 KiB handelt.
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