Taktsignal

In der Elektronik ist ein Taktsignal ein Signal, das der Koordination der Aktionen in zwei oder mehr Schaltkreisen dient. Das Taktsignal oszilliert dabei zwischen einem hohen und einem niedrigen Status. Die Schaltkreise, die das Taktsignal zur Synchronisierung benutzen, können je nach Bauart entweder während der steigenden oder der fallenden Flanke des Signals aktiv werden.

Die meisten komplexeren integrierten Schaltkreise erfordern ein Taktsignal, um unterschiedliche Teile des Chips zu synchronisieren und Gate-Delays auszugleichen. Da Chips immer komplexer werden, wird die Lieferung akkurater und überall gleicher Takte an alle Schaltkreise immer schwieriger. Das Paradebeispiel für solche komplexen Chips sind Mikroprozessoren, die zentralen Bestandteile moderner Computer.

Die Taktfrequenz von Prozessoren

Mit der Taktfrequenz bezeichnet man den Rhythmus in dem Daten in Computern verarbeitet werden. Sie wird traditionell in Megahertz (MHz) bzw. Gigahertz (GHz) gemessen. Der Datendurchsatz eines Prozessors ergibt sich aus der Taktfrequenz und der Bandbreite seiner Anbindung an den Hauptspeicher. Lange Zeit wurde von der Bevölkerung angenommen, dass eine höhere Taktfrequenz höhere Leistung bedeutet, dies ist allerdings nur bei Prozessoren der gleichen Familie richtig. Selbst bei Prozessoren, die den gleichen Befehlssatz verwenden, können sich bei gleicher Taktfrequenz gravierende Leistungsunterschiede zeigen, deren Ursache z.B. in der IPC-Rate (Instructions per Clock, Instruktionen pro Takt), firmenspezifischen Features (z.B. 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 ist daher "schneller".