Laptop ABC: G wie Grafikkarte, Gigahertz, Gigabyte

Gigabyte und Gigahertz

Wer sich schon länger mit Computern beschäftigt, wird sich an Zeiten erinnern, als Gigabyte und Gigahertz weit entfernte Größenordnungen waren, von denen man höchstens mal in Fachzeitschriften las. Ein 486er mit 166 Megahertz und 200 MB Festplatte waren in den 90ern die Realität, mit der man eigentlich auch ganz gut zurecht kam.

Die Taktung hat seitdem mit ca. 2 Gigahertz eine beträchtliche (immerhin 10-fache), die Festplatten eine explosionsartige Steigerung erlebt: 200 Gigabyte, also das Tausendfache einer damaligen Platte, sind heute bei Desktops üblich - und durchaus auch in vielen High End Laptops zu finden. Mindestens ebenso erstaunlich wie dieses kleine technische Wunder - wo sonst wird der Platz bei sinkendem Raumbedarf vertausendfacht? - ist, dass man immer noch mehr Daten findet, die die Festplatte füllen und in regelmäßigen Abständen nach mehr Platz verlangen.

Ein kleiner Exkurs in die Welt der Bits und Bytes: In der EDV nennt sich die kleinstmögliche Speichereinheit Bit. Ein Bit kann lediglich einen Zustand speichern - eine „Null“ oder eine „Eins“. Man kann sich so ein Bit wie einen (nicht dimmbaren) Lichtschalter vorstellen: „Ein“ oder „Aus“. 8 solcher Bits werden dann in einem Verbund zu einem Byte zusammengefasst: 8 Bit = 1 Byte. Die nächsten Stufen kommen einem bekannter vor:

1000 Byte = 1 Kilobyte (kB).

Leute, die sich informatikmäßig was auf sich halten, kennen auch die Einheit Kibibyte (KiB). Das sind dann 1024 Byte und wird mit KB abgekürzt. 1024 Kibibyte nennen sie dann 1 Mebibyte (MiB) und 1024 MiB wiederum ergeben ein Gibibyte (GiB).

Leute, die etwas praktischer veranlagt sind, halten MiB weiterhin für den netten Film Men in Black und nennen sowohl 1.024 kB als auch 1.000 kB ein Megabyte und 1.000 MB ein Gigabyte. Die Laptopseite verrät schon mal, was danach kommt: Terabyte, das sind dann 1.000 Gigabyte. Spätestens 2007 werden die ersten Festplatten im Terabyte (bzw. Terabibyte)-Format erhältlich sein.

Der Begriff Byte

Das Wort Byte ist künstlich und stammt von englisch bit (deutsch: bisschen) und bite (deutsch: Happen). Verwendet wurde es, um eine Speichermenge oder Datenmenge zu kennzeichnen, die ausreicht, um ein Zeichen darzustellen. Der Begriff wurde 1956, in einer frühen Designphase eines IBM-Computers, von Werner Buchholz geprägt. Im Original beschrieb er eine Breite von 6 Bit und stellte die kleinste direkt adressierbare Speichereinheit eines Computers dar. Bereits 1956 erfolgte der Übergang zu 8 Bit. Die Schreibweise Bite wurde zu Byte geändert, um versehentliche Verwechslungen mit Bit zu vermeiden. Eine weitere Erklärung des Begriffes liegt in der Kurzform „by eight“, frei übersetzt „achtfach“.

Noch mal Gigahertz

Die Einheit Hertz (Kurzzeichen Hz) kennzeichnet die Frequenz und wurde nach dem Physiker Heinrich Rudolf Hertz benannt. Eigentlich ganz universal gemeint gibt das Hertz gibt die Anzahl der sich regelmäßig wiederholenden Vorgänge (z.B. Schwingungen) pro Sekunde an, also: 1 Hz = 1/s. Analog zu den Bytes sind 1.000 Hz ein Kilohertz, 1.000 kHz wiederum ein Megahertz und 1.000 Megahertz ein Gigahertz oder 1.000.0000.000 Hertz.

Mit der Taktfrequenz (angegeben in Hertz bzw. Gigahertz) bezeichnet man in der EDV also den Rhythmus, in dem Daten in Computern verarbeitet werden. Der für die Rechenleistung entscheidende Datendurchsatz eines Prozessors ergibt sich allerdings aus der Kombination von Taktfrequenz und Bandbreite der Anbindung des Prozessors an den Hauptspeicher. Die Rechenleistung ist also nicht, wie manchmal angenommen, nur von der Taktfrequenz, sondern auch von der gesamten Architektur des Prozessors abhängig.

Selbst bei Prozessoren, die den gleichen Befehlssatz verwenden, können sich bei gleicher Taktfrequenz gravierende Rechenleistungsunterschiede zeigen, deren Ursache zum Beispiel in der IPC-Rate (IPC: Instructions per cycle, Instruktionen pro Takt), firmenspezifischen Features (zum Beispiel SIMD-Erweiterungen) oder in der bereits angesprochenen Speicherbandbreite begründet liegen kann. Die IPC-Rate gibt an, wieviele Instruktionen ein Prozessor durch Parallelisierung gleichzeitig abarbeiten kann. Der Prozessor mit höherer IPC-Rate schafft daher pro Takt mehr Rechenoperationen und „läuft“ daher "schneller".