GHz significa mil millones de ciclos por segundo y cuando se habla de procesador a 2,4 GHz, se suele referir a que es la frecuencia máxima del reloj de cada núcleo.
Un procesador puede, y en el mercado de los PC/smartphones suele, tener varios núcleos que teóricamente pueden tener relojes diferentes. AFAIK procesadores con núcleos idénticos como el procesador Intel 2 y 4 núcleos tienen la misma velocidad de reloj a cada núcleo.
Ahora, ¿qué tiene eso que ver con la velocidad del procesador?
El procesador está realizando la instrucción que en cada arquitectura de conjunto de instrucciones y especialmente en una arquitectura de computación de conjunto de instrucciones complejas puede tener diferentes ciclos por instrucción. Pero en una arquitectura específica, cuanto mayor sea la frecuencia, más corto será el ciclo y podrá realizar más instrucciones por segundo, es decir, más MIPS/GIPS (mega (millones)/giga (miles de millones) de instrucciones por segundo).
¿Eso es todo?
No, hay todo tipo de otras consideraciones para comparar diferentes procesadores:
- Número de núcleos: un procesador de dos núcleos puede realizar el doble de instrucciones por segundo que un procesador de un solo núcleo. Eso es, por supuesto, si la instrucción puede ser paralela (básicamente no hay relación entre ellos como en un hilo diferente o cálculo independiente)
- Arquitectura del conjunto de instrucciones – una arquitectura de 64 bits puede sumar 2 números de 64 bits en una instrucción. un procesador de 32 bits tendrá que hacer eso en «suma larga» y tomará unas cuantas instrucciones para la misma suma. Un procesador que puede hacer una división en el hardware puede tardar unas decenas de ciclos mientras que los que no pueden’ necesitan hacerlo con un algoritmo de software que puede tardar cientos o miles de ciclos.
Diferentes arquitecturas también pueden tener diferentes ciclos por instrucción para la misma instrucción. Aquí hay una buena comparación: Página de tablas de instrucciones en agner.org - El tamaño de la caché de la CPU – si la caché no es suficiente el ordenador esperará hasta que la instrucción o los datos sean recuperados de la RAM y la velocidad del procesador será menor.
- Predicción de bifurcación – los procesadores modernos tienen un Pipeline largo y cuando se encuentra una bifurcación (if, while o una sentencia for por ejemplo) el procesador predice el resultado y carga las siguientes instrucciones antes de que se conozca el resultado real. En caso de que la predicción sea errónea, el Pipeline tiene que ser vaciado y ninguna instrucción puede ser ejecutada.
Eso es todo por ahora.
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