Производительность, быстродействие, тактовая частота

Производительность современных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду. Единицами измерения служат:

МИПС (MIPS — Millions Instruction Per Second) — для операций над числами, представленными в форме с фиксированной запятой (точкой);

МФЛОПС (MFLOPC — Millions of FLoating point Operation Per Second) — для операций над числами, представленными в форме с плавающей запятой (точкой).

Реже производительность компьютеров определяют с использованием следующих единиц измерения:

КФЛОПС (kFLOPS — KiloFLOPS) для низкопроизводительных компьютеров — тысяча неких усредненных операций над числами;

ГФЛОПС (GFLOPS — GigaFLOPS) — миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой.

Оценка производительности ЭВМ всегда приблизительная, ибо ориентируется на некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды операций. Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций. В 70-е годы были разработаны усредненные наборы операций (смеси Гибсона) для разных типов задач: экономических, технических, математических и т. д., в которые разные команды входили в определенном процентном отношении. По смесям Гибсона можно определять среднее быстродействие ЭВМ для этих типов задач. Существуют и более новые тесты - тестовые наборы фирм-изготовителей для определения быстродействия своих изделий: показатель iCOMP — Intel Comparative Microprocessor Performance (1992 год) для микропроцессоров фирмы Intel; (iCOMP2.0 — тест 1996 года), ориентированный на 32-битовые ОС и мультимедийные технологии); специализированные тесты для конкретных областей применения компьютеров — Winstone97-Business для офисной группы задач, варианты тестов WinBench 97 для других видов задач.

Для универсальных ЭВМ, выполняющих самые разные задания, эти оценки будут весьма неточными. Поэтому для характеристики ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более объективно определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для своего выполнения вполне определенного количества тактов. Зная тактовую частоту, можно достаточно точно определить время выполнения любой машинной операции.

Например, при отсутствии конвейерного выполнения команд и увеличения внутренней частоты у микропроцессора тактовый генератор с частотой 100 Мгц обеспечивает выполнение 20 млн коротких машинных операций (простые сложение и вычитание, пересылка информации и т. д.) в секунду; с частотой 1000 Мгц — 200 млн коротких операций в секунду.