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CPU-Taktzeit

Dauer eines Taktzyklus: Taktzeit = 1 / Taktfrequenz. Kehrwert der Taktrate.

CPU-Taktzeit
01 · Eingabe

CPU-Taktzeit berechnen

Dauer eines Taktzyklus: Taktzeit = 1 / Taktfrequenz. Kehrwert der Taktrate.

Lösen für
Taktzeit = 1 / Taktfrequenz
Hz

Worum geht es?

Die Taktzeit (Taktperiode) ist die Dauer eines einzelnen Taktzyklus einer CPU. Sie ist der Kehrwert der Taktfrequenz: Je höher die Frequenz, desto kürzer die Periode.

Bei einer 3-GHz-CPU dauert ein Takt 0,33 ns. Innerhalb dieser Zeit muss die kritische Pipeline-Stufe ihr Signal stabil weiterreichen — die Taktzeit ist damit eine zentrale physikalische Grenze für die maximale Frequenz.

Die Formel

Formel CPU-Taktzeit 
Taktzeit = 1 / Taktfrequenz

Umstellung:
    Taktfrequenz = 1 / Taktzeit

Die Variablen

SymbolBedeutungEinheitErklärung
TaktfrequenzTaktfrequenzHzTaktfrequenz der CPU.
TaktzeitTaktperiodesDauer eines Taktzyklus.

Minimal-Beispiel

Eine CPU läuft mit 2 GHz.

Rechnung Taktzeit 
Taktzeit = 1 / 2 · 10⁹ Hz
         = 0,5 ns

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Moderne Desktop-CPU

Taktfrequenz 4,5 GHz.

Rechnung Taktzeit 
Taktzeit = 1 / 4,5 · 10⁹
         ≈ 0,222 ns

Beispiel 2 — Mikrocontroller

Ein 8-MHz-Mikrocontroller.

Rechnung Taktzeit 
Taktzeit = 1 / 8 · 10⁶
         = 125 ns

Beispiel 3 — Frequenz aus Periode

Ein Logic Analyzer misst eine Periode von 5 ns.

Rechnung Taktfrequenz 
Taktfrequenz = 1 / 5 · 10⁻⁹
             = 2 · 10⁸ Hz = 200 MHz