バス幅とクロック周波数から1秒あたりのデータ転送量を求める計算
転送速度とは、1秒間にどれだけのデータを運べるかを表す値です。バス(装置どうしの通り道)の性能を測る代表的な指標で、次の式で求められます。
転送速度(B/s) = バス幅(bit) / 8 × クロック周波数(Hz)
身近な例で考えると、バケツリレーで運ぶ水の量に似ています。1回で運ぶバケツの大きさ(バス幅)と、1秒間に何回バケツを渡すか(クロック)を掛けると、1秒間に運べる水の総量(転送速度)が分かります。
上のツールでバス幅とクロック周波数のスライダーを動かすと、計算式の各項と最終的な転送速度が連動して変わります。どちらを増やしても速度が上がることを確かめてください。
この式は、2つの要素の掛け算でできています。それぞれが何を表しているかを押さえると、式の意味がすっきり理解できます。
・バス幅 ÷ 8:バス幅(bit)を8で割ると1回の転送で運べるバイト数になります。8で割るのは、8bit = 1バイトだからです。「1回でどれだけ運べるか」を表します
・クロック周波数:1秒間に何回の転送ができるかを表す値で、単位は Hz(ヘルツ)。1MHz=100万Hz=1秒に100万回。「1秒で何回運べるか」を表します
・掛け算の結果:「1回の量」×「1秒の回数」なので、1秒あたりの総転送量(B/s)になります
ポイントは、バス幅は「1回の運搬量」、クロックは「運搬の頻度」という役割分担です。どちらか一方を増やすだけでも速度は上がりますが、両方を増やせばさらに速くなります。なお、計算結果はビット/秒(bps)ではなく、8で割ってあるのでバイト/秒(B/s)になる点に注意してください。
具体的な数値で計算してみましょう。式に当てはめるだけなので、手順を覚えれば確実に解けます。
例1: バス幅 32bit、クロック 100MHz のとき
バス幅 ÷ 8 = 32 ÷ 8 = 4 バイト
クロック = 100 MHz = 100,000,000 Hz
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転送速度 = 4 × 100,000,000
= 400,000,000 B/s = 400 MB/s
例2: バス幅 64bit、クロック 200MHz のとき
バス幅 ÷ 8 = 64 ÷ 8 = 8 バイト
クロック = 200 MHz = 200,000,000 Hz
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転送速度 = 8 × 200,000,000
= 1,600,000,000 B/s = 1.6 GB/s
解く手順は次の3ステップにまとめられます。
・① バス幅を8で割る:bit をバイトに直して1回の転送量を出す
・② クロックをHzにそろえる:MHz なら ×100万、GHz なら ×10億
・③ ①と②を掛ける:B/s が求まる(必要なら MB/s や GB/s に直す)