De snelheid van een processor

De snelheid van een processor wordt meestal uitgedrukt in Megahertz. Je hebt het dan over de kloksnelheid [MHz] van de processor. Deze kloksnelheid wordt berekend aan de hand van 2 waarden, de multiplier en de front side bus (FSB) snelheid van de processor. De processor is via de front side bus verbonden met het geheugen.

De kloksnelheid zegt niet alles over de prestaties van een processor. Tegenwoordig zelfs vrij weinig. Je ziet dat goed in het voorbeeld hierboven. De AMD Athlon XP processor wordt verkocht als een 2400+ MHz processor. De werkelijke kloksnelheid is echter 'maar' 1995 MHz. De 2400+ aanduiding is de 'Pentium Rating' die processorfabrikant AMD heeft verzonnen in de marketingstrijd met concurrent Intel. Dat is niet onterecht, want een 1995 MHz Athlon XP is ook werkelijk vergelijkbaar is met een Pentium 2,4 GHz (2400 Mhz) processor. Maar hoe vertel je dat de consument? 2400 is toch meer dan 1995?

Maar als de kloksnelheid niet beslissend is voor de prestatie van een processor, wat dan wel? In elk geval hebben de volgende factoren ook invloed op de prestatie.

• Cache geheugen - Cache geheugen is geheugen dat dicht bij of zelfs in de processor zit. Level 1 (L1) cache geheugen is zeer snel geheugen dat in de processorkern ingebakken zit. Level 2 (L2) cache geheugen zit verder van de processorkern verwijderd. In het cache geheugen worden data en instructies opgeslagen die de processor later nodig kan hebben. Het L2 cache geheugen fungeert daarnaast als een 'register'. Het onthoudt waar de processor instructies kan vinden in het RAM geheugen van de computer. De grootte, maar met name de snelheid van het cache geheugen kunnen - afhankelijk van de situatie - invloed hebben invloed op de snelheid van de processor.
• Pipelining - Een moderne processor voert instructies niet een voor een uit. De processor begint met een instructie en op de volgende kloktik wordt aan een tweede instructie begonnen, enzovoort. De procesoor voert dus simultaan meerdere instructies tegelijk uit. Pipelining verbetert de prestaties van de processor, maar er zitten ook nadelen aan. Als instructies B van het resultaat van instructie A afhankelijk is, dan zal B moeten wachten totdat A klaar is. Pipelining brengtt ook een stuk 'overhead' met zich mee. De processor moet onder andere zorgen dat de pijplijn altijd vol zit met nieuwe instructies, wat ook processorkracht kost. Alle moderne processoren werken met pipelining.
• Instructies per clocktick - Zoals gezegd kunnen er meerdere instructies uitgevoerd worden binnen een kloktick. Een betere indicatie van de snelheid van de processor begint zich af te tekenen als je de kloksnelheid samen bekijkt met het aantal instructies dat per clocktick uitgevoerd kan worden. Intel 's Pentium processors hebben een hele hoge kloksnelheid, maar voeren een relatief laag aantal instructies per seconde uit.
• Toepassingen (programma's) kun je optimaliseren voor een specifieke processor. Of andersom kun je een programma schrijven die gebruik maakt van de goede eigenschappen van een bepaalde processor. Verschillende types processoren kunnen verschillend presteren per applicatie. Intel Pentium 4 processoren zijn bijvoorbeeld goed in het coderen van videobestanden, waar sommige AMDs iets betere prestaties in games laten zien. Benchmarkprogramma's (testprogramma's) voor processoren bestaan er dan ook on verschillende smaken. Het ene benchmarkprogramma bekijkt de snelheid van de processor met kantoorsoftware (spreadsheets, tekstverwerken, etc) de andere test het pure rekenvermogen van de processor. Hoe snel bepaalde software werkt op een processor heeft te maken met hoe de software zelf geschreven is en hoe deze door de compiler naar processorinstructies vertaald wordt.

Zal het bovenstaande de keuze voor een bepaalde processor makkelijker maken? Waarschijnlijk niet. Maar het hoeft de keuze ook niet moeilijker te maken. Het is namelijk niet nodig om alle technische specificaties van een processor op te zoeken en te vergelijken.

• Processoren van hetzelfde type (bijvoorbeeld Pentium 4, Athlon XP, of Athlon 64) kun je onderling vergelijken op kloksnelheid en cache geheugen. Je krijgt dan een redelijke indruk van de prestaties van een bepaald type processor ten opzichte van zijn soortgenoten.
• Voor het bepalen van de prestaties van verschillende types processoren (bijvoorbeeld de Athlon XP en de Pentium 4) kun je het best zoeken op internet naar 'benchmarks' (tests) en 'reviews'. Tomshardware zijn websites waar regelmatig nieuwe processors getest en vergeleken worden, maar dat zijn niet de enige! Een zoekactie bij Google naar de processor waarin je geïnteresseerd bent doet wonderen.