Kurz erklärt · Retro & DDR-Heimcomputer
Die Taktfrequenz ist die Zahl der Taktschritte, die ein Prozessor pro Sekunde ausführt, gemessen in Hertz. Der U880 im Robotron Z9001 arbeitet mit 2,46 MHz, also rund 2,46 Millionen Takten pro Sekunde; jeder Befehl braucht mehrere Takte.
Auch: Takt, Prozessortakt, Systemtakt, CPU-Takt, Taktrate, Clock rate, MHz
Was bedeutet Taktfrequenz?
Ein Prozessor arbeitet nicht kontinuierlich, sondern in Schritten. Den Rhythmus gibt ein Taktsignal vor: eine Rechteckspannung, die ständig zwischen an und aus wechselt, meist erzeugt von einem Schwingquarz. Bei jedem Takt geht der Prozessor einen Arbeitsschritt weiter.
Die Taktfrequenz sagt, wie viele solcher Takte pro Sekunde stattfinden. Gemessen wird sie in Hertz (Hz): 1 Hz ist ein Takt pro Sekunde, 1 Megahertz (MHz) eine Million, 1 Gigahertz (GHz) eine Milliarde.
Der U880 im Robotron Z9001, ein Nachbau des Z80, läuft mit 2,46 MHz, genau 2,4576 MHz. Das sind knapp zweieinhalb Millionen Takte pro Sekunde – ein heutiger Prozessor mit 3 GHz taktet mehr als tausendmal so schnell.
Wie hängen Takte und Befehle zusammen?
Ein Befehl braucht nicht einen, sondern mehrere Takte: Er muss aus dem Speicher geholt, entschlüsselt und ausgeführt werden. Beim Z80 dauern die einfachsten Befehle 4 Takte, aufwendigere 7, 10 oder über 20. Die Animation oben zeigt drei Befehle hintereinander – 15 Takte für drei kleine Schritte.
| Befehl (Z80) | Bedeutung | Takte |
|---|---|---|
| INC A | zählt das Register A um eins hoch | 4 |
| LD A,B | kopiert Register B nach A | 4 |
| ADD A,3 | addiert 3 zu A | 7 |
Eine Überschlagsrechnung: 2 457 600 Takte pro Sekunde geteilt durch 4 ergibt höchstens gut 600 000 der einfachsten Befehle pro Sekunde. Soll ein Spiel 10 Bilder pro Sekunde zeigen, bleiben für jedes Bild rund 245 000 Takte – für Spiellogik, Grafik und Ton zusammen. Deshalb schrieb man Spiele für solche Rechner in Assembler und zählte jeden Takt.
Ist höherer Takt immer schneller?
Bei gleichem Prozessor ja: Doppelter Takt heißt doppelt so viele Befehle pro Sekunde. Zwischen verschiedenen Prozessoren sagt die Zahl allein aber wenig. Moderne Prozessoren erledigen pro Takt mehrere Befehle und haben mehrere Kerne; ein alter 8-Bit-Prozessor braucht dagegen mehrere Takte für einen Befehl.
Für Spiele ist noch etwas wichtig: Wer das Spieltempo direkt an die Prozessorgeschwindigkeit koppelt, bekommt auf schnelleren Rechnern ein zu schnelles Spiel. Gut gebaute Spiele messen die Zeit deshalb mit einem Zeitgeber und berechnen die Spiellogik in festen Schritten – unabhängig davon, wie viele Bilder der Prozessor schafft.
Takt, Bildrate und Spieltakt – der Unterschied
| Begriff | Was wird gezählt? | Beispiel |
|---|---|---|
| Taktfrequenz | Arbeitsschritte des Prozessors pro Sekunde | 2,46 MHz beim Z9001 |
| Bildrate | fertig gezeichnete Bilder pro Sekunde | von unter 2 bis 25 Bilder pro Sekunde bei Z9001-Spielen |
| Spieltakt | Berechnungsschritte der Spiellogik pro Sekunde | 37,5 pro Sekunde in Hüpf Z9001 |
| Bildwiederholfrequenz | wie oft der Bildschirm neu anzeigt | zum Beispiel 60 Hz am Monitor |
Mehr zur Bildrate steht im Artikel Bildrate (FPS), mehr zum festen Spieltakt unter Game Loop.
Der Turbo-Schalter auf Player 0o5
Die Z9001-Spiele auf Player 0o5 laufen im Browser in einer Nachbildung des Rechners, einem Emulator. Unter dem Bild lässt sich der Takt zwischen Original mit 2,46 MHz und Turbo umschalten; beim Flugsimulator gibt es Turbo ×2 und ×4.
Im Turbo arbeitet der nachgebildete Prozessor schneller. Bei Spielen wie Duum, Hüpf oder dem Flugsimulator bleibt die Uhr des Rechners dabei echt: Es gibt mehr Bilder pro Sekunde, das Spieltempo bleibt gleich. Der Original-Takt zeigt dir, wie sich das Spiel am echten Gerät anfühlt.
Tipp: Ruckelt ein 3D-Spiel wie Duum oder Klotz, schalte unter dem Bild auf Turbo – die Nachbildung zeichnet dann deutlich mehr Bilder pro Sekunde.
Taktfrequenz in Spielen auf Player 0o5
Klotz Z9001
Klotz Z9001 zeichnet seine 3D-Klötzchenwelt am Originaltakt von 2,46 MHz mit etwa 2 bis 3 Bildern pro Sekunde. Mit dem Turbo-Schalter verdoppelt die Nachbildung die Bildrate.
Hüpf Z9001
In Hüpf Z9001 läuft die Spiellogik fest mit 37,5 Takten pro Sekunde. Turbo ×2 macht das Bild flüssiger, das Spiel aber nicht schneller.
Flugsimulator Z9001
Der Flugsimulator Z9001 schafft am echten Rechner über Land 4 bis 6 Bilder pro Sekunde, über Berlin etwa 1,8. Im Browser lässt sich der Takt auf Turbo ×2 oder ×4 stellen.
Spielhalle Z9001
Spielhalle Z9001 zeigt 25 Bilder pro Sekunde; Musik und Geräusche laufen nebenbei im Takt des Zeitgebers.
Häufige Fragen zu Taktfrequenz
Was bedeutet 2,46 MHz beim Robotron Z9001?
Der Prozessor erhält rund 2,46 Millionen Takte pro Sekunde, genau 2 457 600. Weil einfache Z80-Befehle 4 Takte brauchen, schafft er höchstens gut 600 000 davon pro Sekunde.
Was ist der Unterschied zwischen MHz und GHz?
1 MHz sind eine Million Takte pro Sekunde, 1 GHz eine Milliarde. Heimcomputer der 1980er liefen mit wenigen MHz, heutige Prozessoren mit mehreren GHz.
Wie viele Takte braucht ein Befehl?
Das hängt vom Befehl ab. Beim Z80 brauchen die einfachsten Befehle 4 Takte, Befehle mit Speicherzugriff oder Sprüngen 7, 10 oder mehr.
Macht ein höherer Takt das Spiel schneller?
Nur, wenn das Spiel sein Tempo an den Prozessor koppelt. Spiele wie Duum, Hüpf oder der Flugsimulator auf Player 0o5 halten ihr Tempo selbst – im Turbo laufen sie flüssiger, aber nicht schneller.
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