Performanța calculatoarelor

Metricele de performanță a calculatoarelor (lucruri de măsurat) includ disponibilitatea, timpul de răspuns, capacitatea canalului, latența, timpul de finalizare, timpul de serviciu, lățimea de bandă, randamentul, eficiența relativă, scalabilitatea, performanța pe watt, rata de compresie, lungimea traseului de instrucțiuni și viteza de creștere. Sunt disponibile puncte de referință pentru CPU.

DisponibilitateEdit

Articol principal: Disponibilitate

Disponibilitatea unui sistem se măsoară de obicei ca factor al fiabilității sale – pe măsură ce fiabilitatea crește, crește și disponibilitatea (adică mai puține timpuri de nefuncționare). Disponibilitatea unui sistem poate fi crescută și prin strategia de a se concentra pe creșterea testabilității și a mentenabilității și nu pe fiabilitate. Îmbunătățirea mentenabilității este, în general, mai ușoară decât cea a fiabilității. De asemenea, estimările privind mentenabilitatea (ratele de reparații) sunt, în general, mai precise. Cu toate acestea, deoarece incertitudinile în estimările de fiabilitate sunt în majoritatea cazurilor foarte mari, este probabil ca aceasta să domine problema disponibilității (incertitudinea predicției), chiar dacă nivelurile de mentenabilitate sunt foarte ridicate.

Timp de răspunsEdit

Articol principal: Timp de răspuns (tehnologie)

Timp de răspuns este durata totală de timp necesară pentru a răspunde la o cerere de serviciu. În informatică, acel serviciu poate fi orice unitate de lucru, de la un simplu IO pe disc până la încărcarea unei pagini web complexe. Timpul de răspuns este suma a trei numere:

  • Timp de serviciu – Cât timp este nevoie pentru a efectua lucrarea solicitată.
  • Timp de așteptare – Cât timp trebuie să aștepte cererea pentru cererile aflate în coadă în fața ei înainte de a ajunge să se execute.
  • Timp de transmisie – Cât timp este nevoie pentru a muta cererea la calculatorul care face lucrarea și răspunsul înapoi la solicitant.

Viteza de procesareEdit

Articole principale: Instrucțiuni pe secundă și FLOPS

Majoritatea consumatorilor aleg o arhitectură de calculator (în mod normal, arhitectura Intel IA32) pentru a putea rula o bază mare de software preexistent, precompilat. Fiind relativ neinformați în ceea ce privește benchmark-urile calculatoarelor, unii dintre ei aleg o anumită unitate centrală de procesare pe baza frecvenței de operare (vezi mitul megahertzului).

Câțiva proiectanți de sisteme care construiesc calculatoare paralele aleg unitățile centrale de procesare pe baza vitezei pe dolar.

Capacitatea canalelorEdit

Articol principal: Capacitatea canalului

Capacitatea canalului este cea mai strânsă limită superioară a ratei de informații care poate fi transmisă în mod fiabil pe un canal de comunicații. Prin teorema de codificare a canalului cu zgomot, capacitatea canalului unui anumit canal este rata limită de informare (în unități de informație pe unitatea de timp) care poate fi obținută cu o probabilitate de eroare arbitrar de mică.

Teoria informației, dezvoltată de Claude E. Shannon în timpul celui de-al doilea război mondial, definește noțiunea de capacitate a canalului și oferă un model matematic prin care se poate calcula. Rezultatul cheie afirmă că capacitatea canalului, așa cum a fost definită mai sus, este dată de maximul informației reciproce între intrarea și ieșirea canalului, unde maximizarea se face în raport cu distribuția de intrare.

LatențăEdit

Articolul principal: Latență (inginerie)

Latența este o întârziere de timp între cauza și efectul unei anumite schimbări fizice în sistemul observat. Latența este un rezultat al vitezei limitate cu care poate avea loc orice interacțiune fizică. Această viteză este întotdeauna mai mică sau egală cu viteza luminii. Prin urmare, orice sistem fizic care are dimensiuni spațiale diferite de zero va experimenta un anumit tip de latență.

Definirea exactă a latenței depinde de sistemul observat și de natura stimulării. În comunicații, limita inferioară a latenței este determinată de mediul utilizat pentru comunicații. În sistemele de comunicații bidirecționale fiabile, latența limitează rata maximă la care pot fi transmise informațiile, deoarece există adesea o limită a cantității de informații care se află „în zbor” la un moment dat. În domeniul interacțiunii om-mașină, latența perceptibilă (întârzierea dintre ceea ce comandă utilizatorul și momentul în care computerul furnizează rezultatele) are un efect puternic asupra satisfacției utilizatorului și a utilizabilității.

Computerele execută seturi de instrucțiuni numite proces. În sistemele de operare, execuția procesului poate fi amânată dacă sunt în curs de execuție și alte procese. În plus, sistemul de operare poate programa momentul în care se va efectua acțiunea pe care o comandă procesul. De exemplu, să presupunem că un proces comandă ca ieșirea de tensiune a unei cartele de calculator să fie setată de sus în jos, de sus în jos și așa mai departe la o rată de 1000 Hz. Sistemul de operare poate alege să ajusteze programarea fiecărei tranziții (ridicat-jos sau scăzut-înalt) pe baza unui ceas intern. Latența este întârzierea dintre instrucțiunea de proces care comandă tranziția și tranziția efectivă a hardware-ului de la tensiune înaltă la joasă sau joasă la înaltă.

Proiectanții de sisteme care construiesc sisteme de calcul în timp real doresc să garanteze un răspuns în cel mai rău caz. Acest lucru este mai ușor de realizat atunci când unitatea centrală de procesare are o latență de întrerupere scăzută și când are un răspuns determinist.

BandwidthEdit

Articolul principal: Lățime de bandă (calculatoare)
În rețelele de calculatoare, lățimea de bandă este o măsură a ratei de biți a resurselor de comunicare a datelor disponibile sau consumate, exprimată în biți pe secundă sau multipli ai acesteia (bit/s, kbit/s, Mbit/s, Gbit/s, etc.).

Lățimea de bandă definește uneori rata netă de biți (aka. rata de biți de vârf, rata de informații sau rata de biți utilă a stratului fizic), capacitatea canalului sau debitul maxim al unei căi de comunicație logică sau fizică într-un sistem de comunicații digitale. De exemplu, testele de lățime de bandă măsoară debitul maxim al unei rețele de calculatoare. Motivul pentru această utilizare este că, în conformitate cu legea lui Hartley, rata maximă de date a unei legături fizice de comunicație este proporțională cu lățimea de bandă în hertzi, care se numește uneori lățime de bandă de frecvență, lățime de bandă spectrală, lățime de bandă RF, lățime de bandă de semnal sau lățime de bandă analogică.

ThroughputEdit

Articol principal: Debit

În termeni generali, debitul este rata de producție sau rata la care ceva poate fi procesat.

În rețelele de comunicații, debitul este în esență sinonim cu consumul de lățime de bandă digitală. În rețelele fără fir sau în rețelele de comunicații celulare, eficiența spectrală a sistemului în bit/s/Hz/unitate de suprafață, bit/s/Hz/site sau bit/s/Hz/celulă, este debitul maxim al sistemului (debitul agregat) împărțit la lățimea de bandă analogică și la o anumită măsură a zonei de acoperire a sistemului.

În circuitele integrate, adesea un bloc dintr-o diagramă de flux de date are o singură intrare și o singură ieșire și operează cu pachete discrete de informații. Exemple de astfel de blocuri sunt modulele FFT sau multiplicatoarele binare. Deoarece unitățile de randament sunt reciproca unității pentru întârzierea de propagare, care este „secunde pe mesaj” sau „secunde pe ieșire”, randamentul poate fi utilizat pentru a relaționa un dispozitiv de calcul care îndeplinește o funcție dedicată, cum ar fi un ASIC sau un procesor încorporat, cu un canal de comunicații, simplificând analiza sistemului.

Eficiență relativăEditare

Articol principal: Eficiență relativă

ScalabilitateEdit

Articolul principal: Scalabilitate

Scalabilitatea este capacitatea unui sistem, a unei rețele sau a unui proces de a gestiona o cantitate de muncă în creștere într-un mod capabil sau capacitatea sa de a fi extins pentru a se adapta la această creștere

Consumul de energieEdit

Cantitatea de energie electrică utilizată de calculator. Acest lucru devine deosebit de important pentru sistemele cu surse de energie limitate, cum ar fi energia solară, bateriile, energia umană.

Performanță pe wattEdit

Articol principal: Performanța pe watt

Proiectanții de sisteme care construiesc calculatoare paralele, cum ar fi hardware-ul Google, aleg procesoarele pe baza vitezei lor pe watt de putere, deoarece costul alimentării procesorului depășește costul procesorului în sine.

Rata de compresieEdit

Articolul principal: Compresia datelor

Compresia este utilă pentru că ajută la reducerea utilizării resurselor, cum ar fi spațiul de stocare a datelor sau capacitatea de transmisie. Deoarece datele comprimate trebuie să fie decomprimate pentru a fi utilizate, această procesare suplimentară impune costuri de calcul sau de altă natură prin decomprimare; această situație este departe de a fi un prânz gratuit. Compresia datelor este supusă unui compromis de complexitate spațiu-timp.

Dimensiune și greutateEdit

Aceasta este o caracteristică de performanță importantă a sistemelor mobile, de la telefoanele inteligente pe care le țineți în buzunar până la sistemele portabile încorporate într-o navă spațială.

Impactul asupra mediuluiEdit

Informații suplimentare: Informatică ecologică

Efectul unui calculator sau al unor calculatoare asupra mediului, atât în timpul fabricării și reciclării, cât și în timpul utilizării. Măsurătorile sunt luate cu scopul de a reduce deșeurile, de a reduce materialele periculoase și de a minimiza amprenta ecologică a unui calculator.

Numărul de tranzistoriEdit

Articolul principal: Numărătoarea de tranzistori

Numărătoarea de tranzistori este numărul de tranzistori de pe un circuit integrat (IC). Numărul de tranzistori este cea mai comună măsură a complexității unui circuit integrat.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.