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

Ursprünglich stand die Taktfrequenz oder Taktrate eines Prozessors für dessen Leistungsfähigkeit. Das Erhöhen der Taktfrequenz war der einfachste Weg, um an mehr Leistung zu kommen.
Aber die Taktfrequenz sagt so ziemlich gar nichts aus. Denn bei lese-/schreibintensiven Aufgaben ist es viel interessanter wie schnell das Speichermedium ist, von dem gelesen oder auf das geschrieben wird.
Der Takt ist im Prinzip egal. Es kommt eher drauf an was die CPU pro Takt, also in einer bestimmten Zeit, alles erledigen kann.

IPC - Instructions per Clock (Instruktionen pro Takt)

Prozessoren sind so komplex, dass sich ihre Leistungsfähigkeit nicht mehr 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 auch der Kehrwert Cycles per Instruction (CPI).

MIPS - Million instructions per second - Mega instructions per second

MIPS ist ein Maßstab für die Schnelligkeit eines Prozessors. Dabei kommt es nicht nur darauf an, wie schnell ein Prozessor getaktet ist, sondern wie viele Befehle pro Sekunde verarbeitet werden können.

FLOPS - Floating Point Operations per Second

3D-Grafik-, Audio- und Videoverarbeitung sind auf eine möglichst schnelle Fließkomma-Berechnung angewiesen. Deshalb wird die Multimedia-Fähigkeit eines Prozessors durch die Anzahl der durchführbaren Fließkomma-Operationen pro Sekunde angegeben. Die Bezeichnung dafür ist FLOPS (Floating Point Operations Per Second).

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.

Einheiten in der IT

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