Du har rätt att tro att CPU i allmänhet är snabbare än inmatnings- och utgångsenheter (I/O). Här är varför:
1. Verksamhetens art:
* cpu: CPU är utformad för blixt-snabba beräkningar och datamanipulation. Det fungerar på binär data, arbetar med bitar och byte med otroligt höga hastigheter.
* I/O -enheter: I/O -enheter, som hårddiskar, tangentbord och monitorer, ansvarar för att interagera med den fysiska världen. Detta involverar mekanisk rörelse (t.ex. snurrskivor) eller kommunikation med externa system. Dessa processer är i sig långsammare än CPU:s elektroniska beräkningar.
2. Hastighetsskillnad:
* cpu: Moderna CPU:er kan utföra miljarder instruktioner per sekund. Detta mäts i Gigahertz (GHz).
* I/O -enheter: Hastigheterna för I/O -enheter är mycket långsammare. Till exempel kan en hårddisk ha en läs-/skrivhastighet på några hundra megabyte per sekund.
3. Syfte och design:
* cpu: CPU:s primära funktion är att behandla data så snabbt som möjligt. Den är utformad för att vara en mycket optimerad, blixt-snabb processor.
* I/O -enheter: I/O -enheter är designade för specifika funktioner, såsom att visa bilder, fånga inmatning eller lagra data. Deras design betonar funktionalitet, hållbarhet och kostnadseffektivitet över ren hastighet.
Flaskhalsproblemet:
Skillnaden i hastighet mellan CPU- och I/O -enheterna skapar en flaskhals. CPU:er sitter ofta på tomgång och väntar på data från långsammare I/O -enheter, vilket leder till ineffektivitet. För att ta itu med detta används olika tekniker:
* caching: Data lagras tillfälligt i snabbminne (cache) nära CPU för att minska behovet av ofta I/O -operationer.
* asynkron I/O: CPU kan fortsätta bearbeta andra uppgifter medan du väntar på att I/O -operationer ska slutföras.
* Parallellism: Moderna datorer kan utföra flera uppgifter samtidigt, vilket minimerar effekterna av att vänta på långsam I/O.
Sammanfattningsvis:
CPU är utformad för höghastighetsdatabehandling, medan I/O-enheter prioriterar funktionalitet och fysisk interaktion. Hastighetsskillnaden mellan dessa komponenter kan skapa en prestandaflaskhals, men det finns olika tekniker för att mildra problemet.
