Latenz

Der Begriff Latenz wird synonym für Verzögerungszeit verwendet. Im Allgemeinen handelt es sich um das Zeitintervall vom Ende eines Ereignisses oder Befehls bis zum Beginn der Reaktion auf dieses Ereignis oder wie bei der Computational Latency um das Ergebnis der Aufgabe.

  1. Computational Latency ist die erforderliche Rechenzeit, die ein Knoten oder Computer für eine bestimmte Aufgabe benötigt. Die Computational Latency ist auf die Zentraleinheit und deren Ein-/Ausgabe-Einheiten zurückzuführen und kann durch die Nutzung von Computern mit hoher Rechenleistung verkürzt werden.

  2. In Kommunikationsnetzen gibt es die Netzwerklatenz. In Ethernet-Netzen wird diese Latenz durch die Signallaufzeiten im Übertragungsmedium und das Ethernet-Switching hervorgerufen. Die Latenzzeit beschreibt dabei den Zeitraum, der vergeht, bis ein an einem Switch-Port empfangenes Bit den Destination-Port des Switches wieder verlässt. Dieser Zeitraum wird in Mikrosekunden angegeben und ist abhängig von dem benutzten Schaltverfahren: Cut-Through-Verfahren oder Store-and-Forward-Verfahren.

  3. In der Mobilfunktechnik konnten die Latenzzeiten bei den Mobilfunknetzen der höheren Generationen dramatisch reduziert werden. Lagen die Latenzzeiten bei den Netzen der 2. Generation (2G) bei GPRS und EDGE noch zwischen 400 ms und 500 ms, so konnten sie bei UMTS (3G) auf 200 ms bis 400 ms reduziert werden. Bei Long Term Evolution (LTE), dem Mobilfunknetz der 4. Generation (4G), erfolgte eine weitere Reduzierung auf 20 ms bis 80 ms, und bei 5G geht man von einer Latenzzeit zwischen 2 ms und 5 ms aus, die lediglich noch von URLLC mit 1 ms bis 2 ms unterboten wird.

  4. In optischen Systemen ist die Latenzzeit auf die überbrückbare Entfernung und auf die Medien- und Verfahrensübergänge zurückzuführen. Lichtübertragungen haben ebenso wie elektrischen Signalen eine Laufzeit, die von der zurückgelegten Strecke und der Lichtgeschwindigkeit abhängt. Sie bträgt 3,33 µs pro Kilometer. Da sich das Licht in Lichtwellenleitern bedingt durch die Moden langsamer bewegt, liegt die Laufzeit bei etwa 4,8 µm. Was die Medien-Übergänge betrifft, so verursachen O/E-Wandler und E/O-Wandler bei hohen Übertragungsraten eine Signalverzögerung, der in optischen Systemen die Latenzzeit entsprechend erhöht.

  5. Im Internetworking geht es bei der Latenz um die Verarbeitungszeit, die die Internetworking-Komponenten - Router, Switches und Gateways - benötigen um die Datenpakete zu prüfen, routen und um möglicherweise den Header auszutauschen oder den Hop im Time-to-Live-Feld zu ändern.

  6. In Ringsystemen versteht man unter der Latenzzeit die Zeit, die ein Datenpaket für die Umrundung eines Token Ring benötigt, wenn dieser verkehrsfrei ist. Die Latenzzeit steigt dabei mit der Anzahl der angeschlossenen Stationen.

  7. Bei Speicherbausteinen versteht man unter der Speicher-Latenz die Zeit, die der Speicherbaustein benötigt, um nach Erhalt des Befehls und der Adresse das erste Wort zu generieren. Man unterscheidet zwischen der Latenzzeit für die Spalten, der Columm Access Strobe (CAS) und der für die Reihen, der Row Access Strobe (RAS). Beide Latenzzeiten repräsentieren die Anzahl der Pausenzyklen und werden als dimensionslose Zahlen angegeben. Je kleiner die Zahl ist, desto besser ist die Latenz. So ist beispielsweise ein DIMM-Modul mit einer CAS-Latenz von 2 (CL2) schneller als ein Modul mit der CAS-Latenz 3 (CL3), auch dann wenn das erstgenannte Modul eine längere Zugriffszeit hat. Mit dem Reduced Latency DRAM (RLDRAM) gibt es spezielle Speicherbausteine, die sich gegenüber anderen RAMs durch eine reduzierte Latenzzeit auszeichnen.

  8. Bei Festplatten ist die Latenzzeit die Zeit, die im Mittel für eine halbe Umdrehung der Festplatte erforderlich ist. Sie reduziert sich proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit. Man spricht auch von der Rotational Latency.

  9. In der Audiotechnik ist die Latenzzeit die Verzögerungszeit, die durch die digitale Signalverarbeitung (DSP) in einem Rechner entsteht. Dabei kann es sich um die Verzögerungszeit zwischen Ein- und Ausgang einer Soundkarte oder einer anderen Audiokomponente handeln. In der Audiotechnik können die Latenzzeiten zwischen einigen Millisekunden bis hin zu mehreren hundert Millisekunden liegen. Bei geringen Latenzzeiten ist ein Echo-Effekt wahrnehmbar, bei höheren ein hörbarer Verzögerungseffekt. Darüber hinaus spielt die Latenzzeit bei Audio over Ethernet (AoE) eine bedeutende Rolle, da die Latenz durch das stochastische Zugangsverfahren nicht vorhersagbar ist.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Latenz
Englisch: latency
Veröffentlicht: 16.05.2020
Wörter: 660
Tags: Ethernet Hauptspeicher
Links: 2. Generation, 4. Generation, 5. Generation, Adresse, AoE (audio over Ethernet)