コンピューターのパフォーマンスは主に何に依存しますか?

コンピュータのパフォーマンスは主に、ワード長、動作速度 (1 秒あたりに実行できる命令の数)、内部メモリ容量、外部メモリ容量、I/O 速度、ビデオ メモリ、およびハードウェアによって決まります。ディスクの回転速度、CPU メイン周波数 (CPU コアが動作するクロック周波数)。

マイコンの機能や性能は、何かの指標によって決まるのではなく、システムの構造や命令によって決まり、以下のようなさまざまな要素によって総合的に決まります。システム、ハードウェア構成、ソフトウェア構成。しかし、ほとんどの一般ユーザーにとって、コンピューターのパフォーマンスは次の指標から一般的に評価できます。

1. 計算速度

計算速度は、コンピューターのパフォーマンスの重要な指標です。一般にコンピュータの計算速度 (平均計算速度) と呼ばれるのは、1 秒あたりに実行できる命令の数を指し、一般に「100 万命令/秒」(mips、MillionstructionPerSecond) と表現されます。同じコンピュータでも異なる操作を実行するのにかかる時間が異なる場合があるため、操作速度を記述するために異なる方法が使用されることがよくあります。一般的に使用されるものには、CPU クロック周波数 (クロック周波数)、1 秒あたりに実行される平均命令数 (ips) などが含まれます。一般に、マイコンでは演算速度を表すために主周波数が使用されます。たとえば、Pentium/133 の主周波数は 133 MHz、Pentium III/800 の主周波数は 800 MHz、Pentium 41.5G の主周波数は 1.5 GHz です。一般に、メイン周波数が高いほど、計算速度は速くなります。

2. 語長

コンピュータが同時に処理する2進数の集まりをコンピュータの「ワード」と呼び、この2進数のグループの桁数を指します。それは「単語の長さ」です。他のすべての指標が等しい場合、ワード長が長いほど、コンピューターはより速くデータを処理できます。初期のマイクロコンピュータのワード長は、一般に 8 ビットと 16 ビットでした。現在、ほとんどの 586 (Pentium、PentiumPro、PentiumII、PentiumIII、Pentium4) は 32 ビットであり、ほとんどの人が 64 ビットをインストールしています。

3. 内部メモリの容量

内部メモリはメインメモリとも呼ばれ、CPU が直接アクセスできるメモリで、実行する必要のあるプログラムや処理する必要のあるデータが格納されています。メインメモリに保存されます。内部メモリのサイズは、情報を瞬時に保存するコンピュータの能力を反映します。オペレーティング システムのアップグレード、アプリケーション ソフトウェアの継続的な強化、機能の継続的な拡張に伴い、コンピューターのメモリ容量に対する人々の需要も増加し続けています。現在、Windows95 または Windows98 オペレーティング システムを実行するには少なくとも 16M のメモリ容量が必要ですが、WindowsXP では 128M 以上のメモリ容量が必要です。メモリ容量が大きいほど、システムはより強力になり、より多くのデータを処理できます。

4. 外部メモリの容量

外部メモリの容量とは、通常、ハードディスクの容量（内蔵ハードディスク、リムーバブルハードディスクを含む）を指します。外部メモリの容量が大きければ、より多くの情報を保存でき、インストールできるアプリケーションソフトも豊富になります。現在、ハードディスクの容量は 10G ～ 60G が一般的で、120G に達するものもあります。

5. I/O 速度

ホスト I/O の速度は、I/O バスの設計によって異なります。これは、低速デバイス (キーボードやプリンタなど) ではあまり問題になりませんが、高速デバイスではその影響が非常に明白です。たとえば、現在のハードディスクの場合、外部転送速度は 20MB/S、4OMB/S 以上に達しています。

6. ビデオ メモリ

ビデオ メモリのパフォーマンスは、容量と帯域幅の 2 つの要素によって決まります。容量はわかりやすく、そのサイズによってキャッシュできるデータ量が決まります。帯域幅の観点からは、ビデオ メモリとコアの間でデータを交換するためのチャネルとして理解でき、帯域幅が大きいほどデータ交換が速くなります。したがって、容量と帯域幅はビデオ メモリのパフォーマンスを測定する際の重要な要素となります。

また、帯域幅は周波数とビット幅の 2 つの要素によって決まり、計算式は帯域幅 = 周波数 X ビット幅 / 8 となります。たとえば、コアとメモリ容量が同じ 2 枚のグラフィックス カードの場合、カード 1 のメモリは DDR3 1600MHz 周波数および 128 ビット幅で、カード 2 のメモリは DDR2 800MHz 周波数および 256 ビット幅です。両者のメモリパラメータは異なるようですが、式で計算するとどちらも帯域幅は25.6G/Sで性能は同じです。したがって、本質を理解していれば、どんなに複雑で変化しやすい製品であっても、騙されることはありません。

ビデオメモリ容量: 一般的な容量は 128M、256M、512M、896M、1G などです。容量が大きいほど、より多くのデータをキャッシュできます。

ビデオ メモリの周波数: 一般に、DDR2、DDR3、GDDR3、GDDR5 などのいくつかのタイプがあります。GDDR5 が最も高い周波数を持ち、同等の周波数は 4GHZ 以上に達することがあります。 DDR2 周波数は最も遅く、667MHZ しかないものもあります。

ビデオ メモリのビット幅: 一般的に、64 ビット、128 ビット、256 ビット、448 ビット、512 ビットなどがあります。ビット幅が大きいほど、製造が難しくなり、コストが高くなるため、多くの場合、メーカーはパフォーマンスを確保しながらコストを削減できる、低いビット幅と高周波数の組み合わせを選択することを好みます (A カードで一般的)製品）。

7. ハードドライブ速度

RotationalSpeed はハードドライブのモータースピンドルの回転速度であり、ハードドライブプラッターが 1 分間に完了できる最大回転数です。 。回転速度はハードディスクのグレードを示す重要なパラメータの 1 つであり、ハードディスクの内部転送速度を決定する重要な要素の 1 つであり、ハードディスクの速度に直接大きな影響を与えます。

ハードディスクの回転が速くなると、ハードディスクのファイル検索も速くなり、ハードディスクの相対的な転送速度も向上します。

ハードディスクの速度は、1 分あたりの回転数で表され、単位は RPM です。RPM は、Revolutions Per Minute の略で、1 分あたりの回転数を意味します。 RPM 値が大きいほど、内部転送速度が速くなり、アクセス時間が短くなり、ハード ドライブの全体的なパフォーマンスが向上します。ハードディスクのスピンドル モーターはプラッターを高速で回転させ、浮力を発生させて磁気ヘッドをプラッターの上に浮き上がらせます。アクセスするデータのセクタを先頭に持ってくるには、回転速度が速いほど待ち時間が短くなります。したがって、回転速度がハードドライブの速度を大きく決定します。

8. メイン周波数

CPU のメイン周波数は、CPU コアが動作するクロック周波数です。一般的に言われているのはあるCPUのMHzであり、このMHzが「CPUのメイン周波数」となります。

メイン周波数と実際の計算速度の間には一定の関係がありますが、CPU の計算速度は性能指標にも依存するため、この 2 つの数値関係を定量化できる明確な公式はありません。 CPU のパイプラインのさまざまな側面 (キャッシュ、命令セット、CPU ビット数など)。メイン周波数は計算速度を直接表すものではないため、特定の状況下では、メイン周波数が高い CPU の実際の計算速度が低くなる可能性があります。たとえば、AMD の AthlonFX シリーズ CPU のほとんどは、より低いクロック速度でも Intel の Pentium 4 シリーズ CPU のより高い周波数の CPU パフォーマンスを達成できるため、AthlonFX シリーズ CPU は PR 値に基づいて名前が付けられています。したがって、メイン周波数は CPU パフォーマンスの一側面にすぎず、CPU の全体的なパフォーマンスを表すものではありません。

CPU のメイン周波数は CPU の速度を表すものではありませんが、CPU の計算速度を上げるにはメイン周波数を上げることが重要です。たとえば、CPU が 1 クロック サイクルで演算命令を実行すると仮定すると、CPU が 100MHz のメイン周波数で実行される場合、CPU は 50MHz のメイン周波数で実行される場合の 2 倍の速度になります。 100MHz クロック サイクルは 50MHz クロック サイクルに比べて半分の時間を要するため、つまり、100MHz のメイン周波数で動作する CPU が演算命令を実行するのに必要な時間はわずか 10 ns であり、20 ns よりも半分です。 50 MHz のメイン周波数で動作する場合 ナチュラル コンピューティング 速度は 2 倍になります。ただし、コンピュータの全体的な実行速度は CPU の計算速度だけでなく、他のサブシステムの動作にも関係しており、メイン周波数、各サブシステムの実行速度、およびデータ送信速度を高めることによってのみ実現されます。サブシステム間の速度を向上させることができ、それが改善されると、コンピュータ全体の実行速度が実際に向上します。

CPU 動作周波数の向上は、主に生産プロセスによって制限されます。 CPUは半導体のシリコンウエハ上に製造されているため、シリコンウエハ上の各部品間を接続するワイヤが必要ですが、高周波条件下ではワイヤなどの浮遊干渉を低減するために、ワイヤを可能な限り細く短くすることが求められます。配線分布容量 CPU の動作が正常であることを確認するため。したがって、製造プロセスの制限は、CPU 周波数の開発における最大の障害の 1 つです。より主流のメモリ周波数は、667MHz および 800MHz DDR2 メモリ、および 1333MHz DDR3 メモリです。ハイエンドのものは GHz 単位で計算され、たとえば、ハイエンド企業が必要とする主な周波数は 2.4 GHz 以上です。

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