Đơn vị đo tốc độ tính toán của máy tính là gì?

Trả lời nhanh

Tốc độ xử lý của máy tính thường được đo bằng Hz (thực tế hay dùng MHz, GHz) – đó là tần số xung nhịp của bộ xử lý (CPU), cho biết số chu kỳ làm việc trong 1 giây. Để đo khối lượng tính toán, người ta còn dùng MIPS (triệu lệnh/giây) và FLOPS (phép tính dấu phẩy động/giây). Còn byte, bit/s không phải đơn vị tốc độ tính toán.

Tốc độ tính toán của máy tính là gì?

Tốc độ tính toán cho biết máy tính xử lý được bao nhiêu công việc trong một đơn vị thời gian, thường là một giây. Người ta nói “máy này chạy nhanh” khi CPU hoàn thành nhiều lệnh hơn trong cùng khoảng thời gian.

Vì “công việc” có thể hiểu theo nhiều cách (số chu kỳ xung nhịp, số lệnh, số phép tính) nên có nhiều đơn vị khác nhau. Em cần biết mỗi đơn vị đo cái gì.

Các đơn vị thường gặp

Đơn vị	Ý nghĩa	Đo cái gì?
Hz, kHz, MHz, GHz	Số chu kỳ xung nhịp trong 1 giây	Tần số (xung nhịp) của CPU
MIPS	Million Instructions Per Second – triệu lệnh mỗi giây	Số lệnh máy CPU thực hiện được
FLOPS (MFLOPS, GFLOPS, TFLOPS)	Floating-point Operations Per Second – phép tính dấu phẩy động mỗi giây	Sức mạnh tính toán khoa học, đồ hoạ, siêu máy tính

1. Hz và GHz – đơn vị quen thuộc nhất

1 Hz nghĩa là 1 chu kỳ trong 1 giây. Các bội số thường dùng: 1 kHz = 10³ Hz; 1 MHz = 10⁶ Hz; 1 GHz = 10⁹ Hz.

CPU ghi “3,0 GHz” nghĩa là xung nhịp của nó dao động 3 tỉ lần mỗi giây. Mỗi nhịp là một “bước đi” để CPU phối hợp các thao tác bên trong.

2. MIPS – đếm số lệnh

1 MIPS = 10⁶ lệnh/giây. Đơn vị này hay xuất hiện trong sách Tin học khi so sánh các máy tính đời đầu hoặc vi xử lý đơn giản. Nhược điểm: các lệnh có độ phức tạp khác nhau nên so sánh MIPS giữa hai kiến trúc CPU khác nhau chưa chính xác.

3. FLOPS – đếm phép tính số thực

1 GFLOPS = 10⁹ phép tính dấu phẩy động mỗi giây; 1 TFLOPS = 10¹². Đơn vị này dùng để so sánh card đồ hoạ (GPU), siêu máy tính, các hệ thống huấn luyện mô hình dữ liệu lớn.

Vì sao Hz chưa nói hết tốc độ của máy?

Nhiều bạn nghĩ cứ GHz cao là máy nhanh hơn. Điều đó chỉ đúng khi so sánh các CPU cùng thế hệ. Tốc độ thực tế còn phụ thuộc:

Số nhân (lõi) và số luồng của CPU – nhiều nhân làm được nhiều việc song song.
Số lệnh thực hiện trong mỗi chu kỳ (kiến trúc CPU).
Bộ nhớ đệm (cache), dung lượng và tốc độ RAM.
Ổ lưu trữ (SSD nhanh hơn HDD) và phần mềm đang chạy.

Mẹo nhớ: Hz = “nhịp tim” của CPU; MIPS, FLOPS = “số việc làm được” trong một giây.

Ví dụ minh hoạ (tự đặt)

Ví dụ 1. CPU có xung nhịp 2,5 GHz. Thời gian của một chu kỳ là 1 : (2,5.10⁹) = 0,4.10^-9 s = 0,4 ns.

Ví dụ 2. Giả sử một nhân CPU 3 GHz, trung bình mỗi chu kỳ thực hiện 2 lệnh. Số lệnh mỗi giây là 3.10⁹ × 2 = 6.10⁹ lệnh = 6000 MIPS.

Ví dụ 3. Một CPU có 4 nhân, xung nhịp 3 GHz, mỗi nhân làm 16 phép tính dấu phẩy động mỗi chu kỳ (số liệu giả định). Khả năng tối đa: 4 × 3.10⁹ × 16 = 192.10⁹ = 192 GFLOPS.

Những đơn vị dễ nhầm lẫn

Byte, KB, MB, GB, TB: đo dung lượng thông tin (bộ nhớ, tệp), không đo tốc độ.
bit/s, Mbps: đo tốc độ truyền dữ liệu qua mạng, không phải tốc độ tính toán.
rpm (vòng/phút): tốc độ quay của đĩa cứng HDD.
dpi: độ phân giải của máy in, chuột.

Lỗi hay gặp: chọn “bit/s” chỉ vì đó là đơn vị có chữ “giây”. Hãy hỏi lại: đại lượng đo là tính toán hay truyền tin?

Bài luyện tập

Đổi 2,4 GHz ra Hz.
Đáp án: 2,4.10⁹ Hz = 2 400 000 000 Hz.
Một CPU thực hiện 500 MIPS. Mỗi giây nó thực hiện bao nhiêu lệnh?
Đáp án: 500.10⁶ = 5.10⁸ lệnh.
Đơn vị nào sau đây dùng đo tốc độ xử lý của CPU: GB, Mbps, GHz, dpi?
Đáp án: GHz.

Kết luận

Khi gặp câu hỏi “đơn vị đo tốc độ tính toán của máy tính”, em ưu tiên đáp án Hz (MHz, GHz) nếu nói về tốc độ xung nhịp của CPU. Nếu đề nói về số lệnh hay số phép tính trong một giây thì chọn MIPS hoặc FLOPS.

Câu hỏi thường gặp

Đơn vị đo tốc độ xử lý của CPU là gì?

Là Hz, trong thực tế thường dùng MHz và GHz. Đây là tần số xung nhịp, cho biết CPU có bao nhiêu chu kỳ làm việc trong một giây.

MIPS và FLOPS khác nhau thế nào?

MIPS đếm số lệnh máy thực hiện trong một giây (tính bằng triệu lệnh), còn FLOPS đếm số phép tính với số thực (dấu phẩy động) trong một giây, hay dùng cho đồ hoạ và tính toán khoa học.

GHz càng cao thì máy có chắc chắn nhanh hơn không?

Không chắc. Chỉ so sánh GHz được khi các CPU cùng kiến trúc. Tốc độ thực còn phụ thuộc số nhân, bộ nhớ đệm, RAM và ổ lưu trữ.

Mbps có phải đơn vị đo tốc độ tính toán không?

Không. Mbps (megabit trên giây) đo tốc độ truyền dữ liệu qua mạng, không đo khả năng xử lý của CPU.