CPU和GPU的計算速度是如何計算的，一般軟體又如何佔用這些計算空間，1GHz是什麼概念？

01-02

鑒於這個問題本身比較大，所以樓主你可以先看回答，有什麼不懂的修改你的問題，我會跟進補充一些。

---------------------------------------

計算速度一般的衡量標準是FLOPS和IPS/IOPS，前者是每秒鐘能進行的浮點操作數，後者是每秒鐘進行的操作數（一般指整數運算）。

1GHz是時鐘頻率。如果把CPU進行計算比作是划船，時鐘就是相當於喊的號子，喊一下CPU就算一下。號子喊得越快，划船的頻率就越高。

拋磚引個玉先.

先回答第二個問題, 一般軟體的如何佔用這些計算空間.

程序會被編譯器轉化為指令.

格式大抵類似於

add $r1 $r2 $r3

這樣. 上面這條指令可以表示為"從寄存器r2和r3取到一個數字, 加起來, 然後存到寄存器r1里"

寄存器是一種存儲器, 只是從概念上理解, 你就理解為內存吧(實際上同內存有區別). 程序就是一堆這樣子指令的集合. 指令存在內存里, 由CPU從內存里取來指令, 以及指令相關的數據, 然後發送到CPU上的執行單元里, 去執行.

計算機的運算速度, 可以姑且理解為, 執行指令的速度(實際上還是要受很多其他因素的影響, 譬如我CPU執行快, 但是從內存拿數據卻很慢), 也就是, 單位時間能執行多少條指令.

1GHz是指CPU的時鐘頻率, 意思是, 每秒鐘10^9次. 處理器指令的執行可以簡化成這樣, 處理器內部有個時鐘, 時鐘每走一步, 處理器執行一條指令(真實的情況也更複雜. 比如流水線技術, 程序並不是每個時鐘執行完一條指令, 但是可以通過流水線"看上去每個時鐘執行一條指令").

所以處理器想要提升運算速度, 基本上有兩個辦法, 一個是把時鐘的頻率加快, 譬如你說的1GHz, 可以理解為每秒執行10^9條指令, 那好, 我讓我的時鐘頻率到2GHz, 要是我的硬體還受得了(CPU會更熱, 同時執行每條指令用的時間會更短, 要是電路沒設計好, 結果可能會錯), 那我的性能一下子就變成兩倍了.

但是頻率是沒有辦法無限提升的. 那我還有一個辦法, 我同時拿好幾塊處理器來計算不就行了嗎? 我還是1GHz, 但是有兩百個個處理器, 每個運算原來1/200的任務. 這樣我的性能不就可以變成200倍了么(實際上小於或大於200倍都可能)?

PS: 上面的回答只是為了概念性的說明, 細節上的錯誤是很多的. 如果修過計算機體系結構課程的話, 大抵就能明白CPU的運行機制了.

我理解的樓主問的計算空間可能是指CPU的計算能力如何分配給各程序

程序在運行時形式為進程(進一步又包含若干線程)或者任務

如果是單CPU的情況則CPU會在各線程(任務)中根據其優先順序快速切換輪流處理任務並讓你以為這些任務是被同時執行的 .(實際上每次時鐘只能執行一條指令不能真正同時處理兩個任務)

多CPU或者多核的情況存在真正的並發但線程多了也是類似的情況

CPU和GPU的計算速度是如何計算的，

每秒單位浮點運算數和定點運算數，

一般軟體又如何佔用這些計算空間，

CPU適合做多任務並行MPMD，GPU適合做數據並行SPMD

1GHz是什麼概念

1GHz的CPU算 20-30 個點哈密爾頓迴路問題大概需要1天時間（大概）

我學過數字電路之後才差不多明白GHz的概念