laskentanopeuden

Laskentanopeus tarkoittaa tietojenkäsittelyjärjestelmän suorituskykyä, eli sitä nopeutta, jolla järjestelmä pystyy suorittamaan laskennallisia operaatioita tietyn ajan kuluessa. Yleisesti laskentanopeutta mitataan operaatioina sekunnissa; yleisimpiä yksiköitä ovat FLOPS (floating-point operations per second) ja OPS (kokonaislukutoimitusten per sekunti). On tärkeää erottaa laskentanopeus läpäisykyydestä eli throughputista sekä latenssista: läpäisyys kuvaa tehtävien suorittamiseen käytettyä kokonaisaikaa per aikayksikkö, latenssi taas yksittäisen tehtävän valmistumisnopeutta.

Mittauksissa voidaan käyttää sekä laitteistokohtaisia arvoja että käytännön sovelluksiin perustuvia tuloksia. Yleisiä benchmark-työkaluja ovat LINPACK suurille laskentaresursseille sekä SPEC CPU -testit; energiatehokkuuden mittaamiseen käytetään esimerkiksi FLOPS/W-arvoja. On tärkeää huomioida, että mittaustulokset ovat skaalattavissa riippuen kuormituksesta ja käytetystä arkkitehtuurista.

Laskentanopeuteen vaikuttavat tekijät ovat suorittimen ja muistijärjestelmän arkkitehtuuri, kellotaajuus, rinnakkaisuus (moniydinsuunnittelu, SIMD-arkkitehtuurit, GPU-tuki), muistiväylien leveys ja latenssi sekä välimuistin tehokkuus sekä ohjelmiston optimointi ja algoritmit.

Teoreettista ymmärrystä laskentanopeudesta saa esimerkiksi Amdahlin laki sekä Gustafsonin laki, jotka kuvaavat skaalautuvuutta suurissa järjestelmissä.

Laskentanopeus on keskeinen tekijä tietokoneiden suunnittelussa ja suorituskyvyn optimoinnissa. Kuitenkin todellinen suoritus riippuu sekä käytetystä kuormasta että ohjelmiston arkkitehtuurista, ei pelkästään laitteistosta.