Prozessorgeschwindigkeit, wie wird sie gemessen? Was ist cpu taktfrequenz.

Wie Sie wissen, ist die Taktfrequenz des Prozessors die Anzahl der Operationen, die pro Zeiteinheit, in diesem Fall pro Sekunde, ausgeführt werden.

Diese Definition reicht jedoch nicht aus, um vollständig zu verstehen, was dieses Konzept wirklich bedeutet und welche Bedeutung es für uns normale Benutzer hat.

Im Internet findet man viele Artikel dazu, aber bei allen fehlt etwas.

Meistens ist dieses „Etwas“ genau der Schlüssel, der die Tür zum Verständnis öffnen kann.

Deshalb haben wir versucht, alle grundlegenden Informationen zu sammeln, als wären es Rätsel, und daraus ein einziges zusammenhängendes Bild zu machen.

Inhalt:

Ausführliche Definition

Die Taktrate ist also die Anzahl der Operationen, die der Prozessor pro Sekunde ausführen kann. Dieser Wert wird in Hertz gemessen.

Diese Maßeinheit ist nach einem berühmten Wissenschaftler benannt, der Experimente zur Untersuchung periodischer, also sich wiederholender Prozesse durchführte.

Und was hat Hertz mit Operationen pro Sekunde zu tun?

Diese Frage stellt sich beim Lesen der meisten Artikel bei Personen, die in der Schule (vielleicht unverschuldet) Physik nicht sehr gut gelernt haben.

Tatsache ist, dass diese Einheit nur die Frequenz, also die Anzahl der Wiederholungen, dieser sehr periodischen Vorgänge pro Sekunde bezeichnet.

Damit können Sie nicht nur die Anzahl der Operationen messen, sondern auch verschiedene andere Indikatoren. Wenn Sie beispielsweise 3 Atemzüge pro Sekunde machen, beträgt die Atemfrequenz 3 Hertz.

Wie bei Prozessoren können hier eine Vielzahl von Operationen durchgeführt werden, die auf die Berechnung bestimmter Parameter hinauslaufen.

Eigentlich wird die Anzahl der Berechnungen genau dieser Parameter pro Sekunde genannt.

So einfach ist das!

In der Praxis wird der Begriff „Hertz“ äußerst selten verwendet, häufiger hört man von MegaHertz, KiloHertz und so weiter. Tabelle 1 zeigt die "Decodierung" dieser Werte.

Tabelle 1. Notationen

Erstere und letztere werden heute äußerst selten verwendet.

Das heißt, wenn Sie hören, dass es 4 GHz hat, kann es jede Sekunde 4 Milliarden Operationen ausführen.

Auf keinen Fall! Heute ist das der Durchschnitt. Sicherlich werden wir sehr bald von Modellen mit einer Frequenz von Terahertz oder sogar mehr hören.

Wie wird es gebildet

Also drin habe folgende Geräte:

Uhrenresonator- ist ein gewöhnlicher Quarzkristall, der in einem speziellen Schutzbehälter eingeschlossen ist;
Taktgenerator- ein Gerät, das eine Vibrationsart in eine andere umwandelt;
Metallabdeckung;
Datenbus;
Textolith-Substrat an dem alle anderen Geräte angeschlossen sind.

Ein Quarzkristall, dh ein Uhrenresonator, schwingt also als Ergebnis des Anlegens einer Spannung. Als Ergebnis werden Schwankungen des elektrischen Stroms gebildet.

Auf dem Substrat ist ein Taktgeber befestigt, der elektrische Schwingungen in Pulse umwandelt.

Sie werden auf die Datenbusse übertragen und somit gelangt das Ergebnis der Berechnungen zum Benutzer.

Genau so ergibt sich die Taktfrequenz.

Interessanterweise im Hinblick auf dieses Konzept Insbesondere über das Verhältnis von Kernen und Frequenz gibt es eine Vielzahl von Missverständnissen. Daher lohnt es sich auch, darüber zu sprechen.

Wie die Frequenz mit den Kernen zusammenhängt

Der Kern ist in der Tat der Prozessor. Damit ist genau der Kristall gemeint, der das gesamte Gerät bestimmte Operationen ausführen lässt.

Das heißt, wenn ein bestimmtes Modell zwei Kerne enthält, bedeutet dies, dass es zwei Kristalle hat, die über einen speziellen Bus miteinander verbunden sind.

Einem weit verbreiteten Irrglauben zufolge gilt: Je mehr Kerne, desto höher die Frequenz. Nicht umsonst versuchen Entwickler nun, immer mehr Kerne darin unterzubringen. Aber das ist nicht so. Wenn es 1 GHz ist, selbst wenn es 10 Kerne hat, bleibt es 1 GHz und wird nicht 10 GHz.

Wie Sie wissen, ist die Taktfrequenz des Prozessors die Anzahl der Operationen, die pro Zeiteinheit, in diesem Fall pro Sekunde, ausgeführt werden.

Diese Definition reicht jedoch nicht aus, um vollständig zu verstehen, was dieses Konzept wirklich bedeutet und welche Bedeutung es für uns normale Benutzer hat.

Im Internet findet man viele Artikel dazu, aber bei allen fehlt etwas.

Meistens ist dieses „Etwas“ genau der Schlüssel, der die Tür zum Verständnis öffnen kann. Deshalb haben wir versucht, alle grundlegenden Informationen zu sammeln, als wären es Rätsel, und daraus ein einziges zusammenhängendes Bild zu machen.

Ausführliche Definition

Die Taktrate ist also die Anzahl der Operationen, die der Prozessor pro Sekunde ausführen kann. Dieser Wert wird in Hertz gemessen.

Diese Maßeinheit ist nach einem berühmten Wissenschaftler benannt, der Experimente zur Untersuchung periodischer, also sich wiederholender Prozesse durchführte.

Und was hat Hertz mit Operationen pro Sekunde zu tun?

Diese Frage stellt sich, wenn man die meisten Artikel im Internet von Leuten liest, die in der Schule (vielleicht unverschuldet) Physik nicht sehr gut gelernt haben. Tatsache ist, dass diese Einheit nur die Frequenz, also die Anzahl der Wiederholungen, dieser sehr periodischen Vorgänge pro Sekunde bezeichnet.

Damit können Sie nicht nur die Anzahl der Operationen messen, sondern auch verschiedene andere Indikatoren. Wenn Sie beispielsweise 3 Atemzüge pro Sekunde machen, beträgt die Atemfrequenz 3 Hertz.

Wie bei Prozessoren können hier eine Vielzahl von Operationen durchgeführt werden, die auf die Berechnung bestimmter Parameter hinauslaufen. Tatsächlich wird die Anzahl der Berechnungen genau dieser Parameter pro Sekunde als Taktfrequenz bezeichnet.

So einfach ist das!

In der Praxis wird der Begriff „Hertz“ äußerst selten verwendet, häufiger hört man von MegaHertz, KiloHertz und so weiter. Tabelle 1 zeigt die "Decodierung" dieser Werte.

Tabelle 1. Notationen

Erstere und letztere werden heute äußerst selten verwendet.

Das heißt, wenn Sie hören, dass es 4 GHz hat, kann es jede Sekunde 4 Milliarden Operationen ausführen.

Auf keinen Fall! Heute ist das der Durchschnitt. Sicherlich werden wir sehr bald von Modellen mit einer Frequenz von Terahertz oder sogar mehr hören.

Wie wird es gebildet

Also folgende Geräte:

Uhrenresonator - ist ein gewöhnlicher Quarzkristall, der in einem speziellen Schutzbehälter eingeschlossen ist;
Taktgenerator - ein Gerät, das eine Art von Schwingung in andere umwandelt;
Metallabdeckung;
Datenbus;
Textolite-Substrat, an dem alle anderen Geräte befestigt sind.

Ein Quarzkristall, dh ein Uhrenresonator, schwingt also als Ergebnis des Anlegens einer Spannung. Als Ergebnis werden Schwankungen des elektrischen Stroms gebildet.

Auf dem Substrat ist ein Taktgeber befestigt, der elektrische Schwingungen in Pulse umwandelt. Sie werden auf die Datenbusse übertragen und somit gelangt das Ergebnis der Berechnungen zum Benutzer.

Genau so ergibt sich die Taktfrequenz. Interessanterweise gibt es eine große Anzahl von Missverständnissen in Bezug auf dieses Konzept, insbesondere in Bezug auf die Beziehung zwischen Kernen und Frequenz. Daher lohnt es sich auch, darüber zu sprechen.

Wie die Frequenz mit den Kernen zusammenhängt

Der Kern ist in der Tat der Prozessor. Der Kern bezieht sich auf genau den Kristall, der das gesamte Gerät dazu bringt, bestimmte Operationen auszuführen. Das heißt, wenn ein bestimmtes Modell zwei Kerne enthält, bedeutet dies, dass es zwei Kristalle hat, die über einen speziellen Bus miteinander verbunden sind.

Was ist die Taktrate eines Prozessors? Was bewirkt diese Eigenschaft und auf welche Weise kann sie gesteigert werden? Was ist die maximale Taktrate eines Prozessors? Diesen Fragen gehen wir in diesem Artikel nach.

Das Konzept der Taktfrequenz

Die Taktrate des Prozessors ist eine der höchsten wichtige Parameter Charakterisierung des Personal Computers sowie aller anderen Geräte, die auf seinem Prinzip aufgebaut sind. Das heißt, nicht nur persönliche Computer, aber auch Laptops, Netbooks, Ultrabooks, Tablet-Computer und Smartphones.

Die Prozessortaktrate ist eine Einstellung, die für die einzelnen Geräte gilt, aus denen sie besteht Computersystem. Genauer gesagt sprechen wir über den Prozessor. Tatsächlich hängt viel von der Taktrate des Prozessors ab, aber dies ist nicht das einzige Detail, das den Betrieb des Systems beeinflusst.

Um uns also mit der Frage der Taktfrequenz zu befassen, vertiefen wir uns zunächst ein wenig in die Wortbildung. Was ist „Takt“ und was hat dieses Wort mit unserem Fall zu tun? Ein Takt ist nichts anderes als die Zeitspanne, die zwischen der Wiederholung zweier Impulse liegt. Diese Impulse wiederum werden von einem Gerät namens „Taktgenerator“ erzeugt. Tatsächlich ist dies eine Mikroschaltung, die für die Erzeugung der verwendeten Taktfrequenz verantwortlich ist Hauptplatine und der Prozessor selbst. Das heißt, die Taktfrequenz des Prozessors ist die Frequenz, mit der das Gerät arbeitet.

Das Funktionsprinzip des GTS

Der Taktgenerator erzeugt Impulse, die anschließend um das Gerät herum gesendet werden. Sie forcieren die Architektur des Computers und schaffen gleichzeitig eine Synchronisation zwischen einzelnen Elementen. Das heißt, der GTS ist eine Art „Kommandant“, der funktionierende Computerverbindungen zu einer Sequenz zusammenfasst. Je öfter also der Taktgenerator Impulse erzeugt, desto beste Leistung haben einen Computer / Laptop / Smartphone und so weiter.

Es ist logisch anzunehmen, dass es keine Synchronisation zwischen den Elementen geben wird, wenn der Taktfrequenzgenerator fehlt. Daher kann das Gerät nicht funktionieren. Nehmen wir an, wir hätten es irgendwie geschafft, ein solches Gerät zum Leben zu erwecken. Was kommt als nächstes? Alle Teile des Computers arbeiten zu unterschiedlichen Zeiten mit ihrer eigenen Frequenz. Und was ist das Ergebnis? Und als Ergebnis wird die Geschwindigkeit des Computers um das Zehn-, Hundert- und sogar Tausendfache reduziert. Braucht jemand so ein Gerät? Dies ist die Rolle des Taktgenerators.

Wie wird die Taktfrequenz gemessen?

Die Taktfrequenz wird nach internationalen Standards üblicherweise sowohl in Megahertz als auch in Gigahertz gemessen. Beide Arten von Messungen sind korrekt, sondern es kommt nur darauf an Aussehen Präfixe und Anzahl der Zeichen. Die Bezeichnungen für die beiden Messungen sind jeweils „MHz“ und „GHz“. Erinnern wir diejenigen, die es vergessen haben, und sagen wir denen, die es nicht wussten, dass 1 MHz numerisch gleich einer Million Zyklen ist, die innerhalb einer Sekunde ausgeführt werden. Ein Gigahertz - 3 Grad mehr. Das heißt, es sind tausend Megahertz. Computertechnik steht nicht still, wie alle anderen auch. Man kann sagen, dass sie sich dynamisch entwickeln, sodass man davon ausgehen kann, dass in naher Zukunft ein Prozessor erscheinen wird, dessen Taktfrequenz nicht in Megahertz oder Gigahertz, sondern in Terahertz gemessen wird. Das sind 3 Grad mehr.

Was beeinflusst die Taktrate des Prozessors?

Wie Sie wissen, reicht ein Computer von einfachen Konten bis hin zu neueste Spiele, führt eine Reihe von Operationen aus. Was übrigens ziemlich beeindruckend sein kann. Diese Operationen werden also für eine bestimmte Anzahl von Zyklen durchgeführt. Je höher die Taktfrequenz des Prozessors ist, desto schneller kann er Aufgaben bewältigen. Gleichzeitig werden Produktivitätssteigerungen, Berechnungen und das Laden von Daten in verschiedenen Anwendungen beschleunigt.

Über die maximale Taktfrequenz

Es ist kein Geheimnis, dass vor der Freigabe eines Prozessormodells für die Massenproduktion sein Prototyp getestet wird. Außerdem testen sie mit einer ausreichenden Last, um Schwachstellen zu identifizieren und etwas zu modifizieren.

Prozessortests werden mit unterschiedlichen Taktraten durchgeführt. Gleichzeitig ändern sich auch andere Bedingungen wie Druck und Temperatur. Wozu dienen die Tests? Sie sind nicht nur dazu bestimmt, Fehler und Probleme zu identifizieren und zu beseitigen, sondern auch, um einen Wert zu erhalten, der als maximale Taktfrequenz bezeichnet wird. Es ist normalerweise in der Dokumentation des Geräts sowie in seiner Beschriftung angegeben. Die maximale Taktrate ist nichts anderes als die normale Taktrate, die der Prozessor unter Standardbedingungen haben wird.

Über die Möglichkeit der Anpassung

Im Allgemeinen ermöglichen moderne Computer-Motherboards dem Benutzer, die Taktgeschwindigkeit zu ändern. Dies geschieht natürlich auf die eine oder andere Weise. Die Technologie von Now ermöglicht es Prozessoren, je nach Wahl mit unterschiedlichen Frequenzen zu laufen. Und das muss ich sagen, ist wichtig, da ein solcher Prozessor seine Frequenz mit der Frequenz synchronisieren kann Hauptplatine, weil der Prozessor selbst darauf installiert ist.

Über die Erhöhung der Taktfrequenz

Natürlich kann das maximale Ergebnis einfach durch den Erwerb erreicht werden neuer Prozessor, die eine erhöhte Taktfrequenz hat. Allerdings ist dies finanziell nicht immer möglich, sodass die Frage offen bleibt, wie man die Prozessortaktfrequenz erhöhen kann, ohne zusätzliche Mittel in diese Angelegenheit zu investieren.

Kurz gesagt, die Übertaktung des Prozessors geht nicht zu Lasten von Programme von Drittanbietern. Dies ist, wie beim Übertakten einer Grafikkarte, völliger Unsinn. Tatsächlich können Sie die Leistung des Prozessors verbessern, indem Sie die entsprechenden Einstellungen im BIOS vornehmen.

Fazit

Was haben wir in diesem Artikel gelernt? Erstens ist die Taktrate des Prozessors die Frequenz, mit der das Gerät arbeitet. Zweitens verwenden Computer einen Taktfrequenzgenerator, der eine bestimmte Frequenz erzeugt, die den Betrieb einzelner Elemente synchronisiert. Drittens ist die maximale Frequenz des Prozessors die Frequenz, bei der der Prozessor unter normalen Bedingungen arbeitet. Viertens ist es möglich, den Prozessor zu übertakten, dh seine Taktfrequenz zu erhöhen, indem die Einstellungen im BIOS geändert werden.

Die Taktrate von Intel-Prozessoren sowie Prozessoren anderer Marken hängt vom Modell ab.

Bei Kauf oder Abholung Desktop-Computer, dann können Sie herausfinden, dass einer der teuersten Teile der Prozessor sein wird. Ein Prozessor ist eine elektronische Einheit oder Schaltung, die Maschinenanweisungen ausführt und auch einer der Hauptbestandteile ist Hardware- Computer.

Der Prozessor hat viele verschiedene Parameter, von denen einer als Taktfrequenz bezeichnet wird. Was ist das?

Der Prozessortakt ist die Taktfrequenz des Synchronen elektronische Schaltung, die in einer Sekunde von außen an den Eingang der Schaltung gelangen. Mit anderen Worten, dies ist die Anzahl der Operationen, die der Prozessor in einer Sekunde ausführt. Gleichzeitig ist es wichtig, nicht zu vergessen, dass Prozessoren mit derselben Taktfrequenz eine unterschiedliche Leistung haben können, um eine Operation auszuführen verschiedene Systeme unterschiedliche Anzahl von Zyklen erforderlich sind.

Die Taktfrequenz wird in Frequenzeinheiten gemessen - Megahertz und Gigahertz.

Es wird angenommen, dass der Prozessor selbst umso produktiver ist, je höher der Wert ist. Dies gilt teilweise, aber nur für Modelle der gleichen Linie des Herstellers. Schließlich wird die Prozessorleistung auch von anderen Merkmalen beeinflusst, beispielsweise von der Busfrequenz oder der Cache-Größe. Bei einigen Herstellern können Sie die Taktrate des Prozessors "übertakten".

Übrigens ein interessanter Punkt. Wie Sie wissen, sind Single-Core-Prozessoren heute nicht mehr so verbreitet, ihr Platz wurde durch Multi-Core-Prozessoren ersetzt. Dies ist jedoch nicht überraschend, aber darum geht es nicht. Viele Leute fragen, wie wird die Taktrate von Mehrkernprozessoren berechnet? Einige Anwender finden, dass es ausreicht, die Taktrate mit der Anzahl der Prozessorkerne zu multiplizieren. Das heißt, wenn 8 nuklearer Prozessor eine Frequenz von 3 GHz hat, dann müssen Sie 8 mit 3 multiplizieren und erhalten eine Frequenz von bis zu 24 GHz. Tatsächlich hat diese Berechnung nichts mit der Realität zu tun.

Um das eigentliche Prinzip der Berechnung der Taktfrequenz zu verstehen, müssen Sie ein einfaches Beispiel betrachten. Nehmen wir an, wir haben ein Auto, das 200 km pro Stunde entwickelt (dh einen Single-Core-Prozessor). Wenn wir 4 solcher Autos (4-Kern-Prozessor) nehmen, können wir diese Autos, egal wie sehr wir uns anstrengen, nicht unter allen Umständen auf eine Geschwindigkeit von 800 km / h beschleunigen. Genauso verhält es sich mit der Taktfrequenz – wenn diese 3 GHz beträgt, dann hat der 4-Kern-Prozessor eine Frequenz von denselben 3 GHz.

Dann ist die Taktfrequenz der bekannteste Parameter. Daher ist es notwendig, sich speziell mit diesem Begriff zu befassen. Auch in diesem Artikel werden wir diskutieren Verständnis der Taktfrequenz von Multi-Core-Prozessoren, weil es interessante Nuancen gibt, die nicht jeder kennt und berücksichtigt.

Entwickler setzen seit geraumer Zeit gezielt auf die Erhöhung der Taktfrequenz, aber im Laufe der Zeit hat sich die „Mode“ geändert und die meisten Entwicklungen gehen dahin, eine fortschrittlichere Architektur zu schaffen, den Cache-Speicher zu erhöhen und Multi-Core zu entwickeln, aber Niemand vergisst die Frequenz.

Was ist die Taktrate eines Prozessors?

Zuerst müssen Sie die Definition von "Taktfrequenz" verstehen. Die Taktrate sagt uns, wie viele Berechnungen der Prozessor pro Zeiteinheit durchführen kann. Dementsprechend kann der Prozessor umso mehr Operationen pro Zeiteinheit ausführen, je höher die Frequenz ist. Die Taktfrequenz moderner Prozessoren liegt hauptsächlich bei 1,0-4 GHz. Sie wird ermittelt, indem die externe oder Grundfrequenz mit einem bestimmten Faktor multipliziert wird. Zum Beispiel Prozessor Intel Core Prozessor Der i7 920 verwendet eine Busfrequenz von 133 MHz und einen Multiplikator von 20, was zu einer Taktrate von 2660 MHz führt.

Die Frequenz des Prozessors kann zu Hause durch Übertakten des Prozessors erhöht werden. Es gibt spezielle Prozessormodelle von AMD und Intel, die vom Hersteller auf Übertaktung ausgerichtet sind, beispielsweise die Black Edition von AMD und die K-Series-Linie von Intel.

Ich möchte darauf hinweisen, dass beim Kauf eines Prozessors die Frequenz kein entscheidendes Kriterium für Ihre Wahl sein sollte, da nur ein Teil der Leistung des Prozessors davon abhängt.

Grundlegendes zur Taktrate (Mehrkernprozessoren)

Mittlerweile gibt es in fast allen Marktsegmenten keine Single-Core-Prozessoren mehr. Logisch, denn die IT-Branche steht nicht still, sondern entwickelt sich stetig sprunghaft nach vorne. Daher ist es notwendig, klar zu verstehen, wie die Frequenz für Prozessoren mit zwei oder mehr Kernen berechnet wird.

Beim Besuch vieler Computerforen ist mir aufgefallen, dass es ein weit verbreitetes Missverständnis gibt, die Frequenzen von Mehrkernprozessoren zu verstehen (zu berechnen). Ich gebe gleich ein Beispiel für diese falsche Argumentation: „Es gibt einen 4-Kern-Prozessor mit einer Taktfrequenz von 3 GHz, also beträgt seine Gesamttaktfrequenz: 4 x 3 GHz = 12 GHz, richtig?“ - Nein, nicht so.

Ich werde versuchen zu erklären, warum die Gesamtfrequenz des Prozessors nicht verstanden werden kann als: "die Anzahl der Kerne X angegebene Frequenz.

Ich gebe ein Beispiel: „Ein Fußgänger geht die Straße entlang, seine Geschwindigkeit beträgt 4 km / h. Dies ähnelt einem Single-Core-Prozessor N GHz. Wenn aber 4 Fußgänger mit einer Geschwindigkeit von 4 km/h die Straße entlang laufen, dann kommt das ähnlich einem 4-Kern-Prozessor auf N GHz. Bei Fußgängern gehen wir nicht von einer Geschwindigkeit von 4x4 = 16 km/h aus, sondern sagen einfach: „4 Fußgänger gehen mit einer Geschwindigkeit von 4 km/h“. Aus dem gleichen Grund führen wir keine mathematischen Operationen mit den Frequenzen der Prozessorkerne durch, sondern erinnern uns einfach daran, dass es sich um einen 4-Kern-Prozessor handelt N GHz hat vier Kerne, von denen jeder mit einer bestimmten Frequenz läuft N GHz".