Viteza procesorului, cum se măsoară? Care este viteza de ceas a procesorului.

După cum știți, frecvența de ceas a procesorului este numărul de operații efectuate pe unitatea de timp, în acest caz, pe secundă.

Dar această definiție nu este suficientă pentru a înțelege pe deplin ce înseamnă cu adevărat acest concept și ce semnificație are pentru noi, utilizatorii obișnuiți.

Pe Internet puteți găsi multe articole despre asta, dar în toate lipsește ceva.

Cel mai adesea, acest „ceva” este chiar cheia care poate deschide ușa înțelegerii.

Prin urmare, am încercat să colectăm toate informațiile de bază, ca și cum ar fi fost puzzle-uri, și să facem o singură imagine coerentă din ele.

Conţinut:

Definiție detaliată

Deci, viteza ceasului este numărul de operații pe care procesorul le poate efectua pe secundă. Această valoare este măsurată în Herți.

Această unitate de măsură poartă numele unui om de știință celebru care a efectuat experimente menite să studieze procesele periodice, adică repetitive.

Și ce legătură are Hertz cu operațiunile pe secundă?

Această întrebare apare atunci când citesc majoritatea articolelor la oameni care nu au studiat fizica foarte bine la școală (poate din vina lor).

Faptul este că această unitate desemnează doar frecvența, adică numărul de repetări, a acestor procese foarte periodice pe secundă.

Vă permite să măsurați nu numai numărul de operațiuni, ci și diverși alți indicatori. De exemplu, dacă faci 3 respirații pe secundă, atunci ritmul respirator este de 3 Herți.

În ceea ce privește procesoarele, aici pot fi efectuate o varietate de operațiuni, care se reduc la calculul anumitor parametri.

De fapt, se numește numărul de calcule ale acestor parametri pe secundă.

Simplu ca asta!

În practică, conceptul de „Hertz” este folosit extrem de rar, mai des auzim despre megaHertz, kiloHertz și așa mai departe. Tabelul 1 arată „decodificarea” acestor valori.

Tabelul 1. Notații

Primele și cele din urmă sunt acum extrem de rar utilizate.

Adică, dacă auzi că are 4 GHz, atunci poate efectua 4 miliarde de operații în fiecare secundă.

In nici un caz! Astăzi, aceasta este media. Cu siguranță, foarte curând vom auzi despre modele cu o frecvență de teraherți sau chiar mai mult.

Cum se formează

Deci în ea au următoarele dispozitive:

rezonator de ceas- este un cristal de cuarț obișnuit, închis într-un recipient special de protecție;
generator de ceas- un dispozitiv care convertește un tip de vibrație în altele;
capac metalic;
magistrala de date;
substrat de textolit la care sunt atașate toate celelalte dispozitive.

Deci, un cristal de cuarț, adică un rezonator de ceas, oscilează ca urmare a aplicării tensiunii. Ca urmare, se formează fluctuații de curent electric.

La substrat este atașat un generator de ceas, care transformă oscilațiile electrice în impulsuri.

Acestea sunt transferate pe magistralele de date și astfel rezultatul calculelor ajunge la utilizator.

Exact așa se obține frecvența ceasului.

Interesant, în ceea ce privește acest concept există un număr mare de concepții greșite, în special în ceea ce privește relația dintre nuclee și frecvență. Prin urmare, merită să vorbim și despre asta.

Cum este legată frecvența de nuclee

Nucleul este, de fapt, procesorul. Prin aceasta se înțelege chiar cristalul care face ca întregul dispozitiv să efectueze anumite operații.

Adică, dacă există două nuclee într-un anumit model, aceasta înseamnă că are două cristale care sunt interconectate folosind o magistrală specială.

Conform unei concepții greșite obișnuite, cu cât sunt mai multe nuclee, cu atât frecvența este mai mare. Nu degeaba acum dezvoltatorii încearcă să integreze din ce în ce mai multe nuclee în ele. Dar nu este. Dacă este de 1 GHz, chiar dacă are 10 nuclee, va rămâne 1 GHz și nu va deveni 10 GHz.

După cum știți, frecvența de ceas a procesorului este numărul de operații efectuate pe unitatea de timp, în acest caz, pe secundă.

Dar această definiție nu este suficientă pentru a înțelege pe deplin ce înseamnă cu adevărat acest concept și ce semnificație are pentru noi, utilizatorii obișnuiți.

Pe Internet puteți găsi multe articole despre asta, dar în toate lipsește ceva.

Cel mai adesea, acest „ceva” este chiar cheia care poate deschide ușa înțelegerii. Prin urmare, am încercat să colectăm toate informațiile de bază, ca și cum ar fi fost puzzle-uri, și să facem o singură imagine coerentă din ele.

Definiție detaliată

Deci, viteza ceasului este numărul de operații pe care procesorul le poate efectua pe secundă. Această valoare este măsurată în Herți.

Această unitate de măsură poartă numele unui om de știință celebru care a efectuat experimente menite să studieze procesele periodice, adică repetitive.

Și ce legătură are Hertz cu operațiunile pe secundă?

Această întrebare apare atunci când citesc majoritatea articolelor de pe internet de la oameni care nu au studiat fizica foarte bine la școală (poate din vina lor). Faptul este că această unitate desemnează doar frecvența, adică numărul de repetări, a acestor procese foarte periodice pe secundă.

Vă permite să măsurați nu numai numărul de operațiuni, ci și diverși alți indicatori. De exemplu, dacă faci 3 respirații pe secundă, atunci ritmul respirator este de 3 Herți.

În ceea ce privește procesoarele, aici pot fi efectuate o varietate de operațiuni, care se reduc la calculul anumitor parametri. De fapt, numărul de calcule ale acestor parametri pe secundă se numește frecvența ceasului.

Simplu ca asta!

În practică, conceptul de „Hertz” este folosit extrem de rar, mai des auzim despre megaHertz, kiloHertz și așa mai departe. Tabelul 1 arată „decodificarea” acestor valori.

Tabelul 1. Notații

Primele și cele din urmă sunt acum extrem de rar utilizate.

Adică, dacă auzi că are 4 GHz, atunci poate efectua 4 miliarde de operații în fiecare secundă.

In nici un caz! Astăzi, aceasta este media. Cu siguranță, foarte curând vom auzi despre modele cu o frecvență de teraherți sau chiar mai mult.

Cum se formează

Deci, are următoarele dispozitive:

rezonator de ceas - este un cristal de cuarț obișnuit, închis într-un recipient special de protecție;
generator de ceas - un dispozitiv care convertește un tip de oscilație în altele;
capac metalic;
magistrala de date;
substrat de textolit la care sunt atașate toate celelalte dispozitive.

Deci, un cristal de cuarț, adică un rezonator de ceas, oscilează ca urmare a aplicării tensiunii. Ca urmare, se formează fluctuații de curent electric.

La substrat este atașat un generator de ceas, care transformă oscilațiile electrice în impulsuri. Acestea sunt transferate pe magistralele de date și astfel rezultatul calculelor ajunge la utilizator.

Exact așa se obține frecvența ceasului. Interesant este că există un număr mare de concepții greșite cu privire la acest concept, în special în ceea ce privește relația dintre nuclee și frecvență. Prin urmare, merită să vorbim și despre asta.

Cum este legată frecvența de nuclee

Nucleul este, de fapt, procesorul. Miezul se referă la chiar cristalul care face ca întregul dispozitiv să efectueze anumite operații. Adică, dacă există două nuclee într-un anumit model, aceasta înseamnă că are două cristale care sunt interconectate folosind o magistrală specială.

Care este viteza de ceas a unui procesor? Ce afectează această caracteristică și în ce moduri poate fi mărită? Care este viteza maximă de ceas a unui procesor? Vom explora aceste întrebări în acest articol.

Conceptul de frecvență a ceasului

Viteza de ceas a procesorului este una dintre cele mai multe parametri importanti care caracterizează computerul personal, precum și toate celelalte dispozitive construite pe principiul său. Adică nu numai calculatoare personale, dar și laptopuri, netbook-uri, ultrabook-uri, tableteși smartphone-uri.

Viteza procesorului este o setare care se aplică dispozitivelor individuale care alcătuiesc sistem informatic. Mai exact, vorbim despre procesor. De fapt, foarte mult depinde de viteza procesorului, dar acesta nu este singurul detaliu care afectează funcționarea sistemului.

Deci, pentru a trata problema frecvenței ceasului, mai întâi ne aprofundăm puțin în formarea cuvintelor. Ce este „tact” și ce legătură are acest cuvânt cu cazul nostru? Un tact nu este altceva decât intervalul de timp care are loc între repetarea a două impulsuri. Aceste impulsuri, la rândul lor, sunt generate de un dispozitiv numit „generator de ceas”. De fapt, acesta este un microcircuit care este responsabil pentru generarea frecvenței de ceas utilizată de placa de bazași procesorul în sine. Adică, frecvența de ceas a procesorului este frecvența la care funcționează dispozitivul.

Principiul de funcționare al GTS

Generatorul de ceas generează impulsuri care sunt trimise ulterior în jurul dispozitivului. Ele forțează arhitectura computerului, creând simultan o sincronizare între elementele individuale. Adică, GTS este un fel de „comandant”, care combină legăturile de lucru ale computerului într-o singură secvență. Deci, cu cât generatorul de ceas va crea mai des impulsuri, cu atât cea mai buna performanta va avea un computer / laptop / smartphone și așa mai departe.

Este logic să presupunem că, dacă generatorul de frecvență de ceas este absent, atunci nu va exista nicio sincronizare între elemente. Prin urmare, dispozitivul nu va putea funcționa. Să presupunem că am reușit cumva să aducem la viață un astfel de dispozitiv. Deci ce urmeaza? Toate părțile computerului vor funcționa la frecvența proprie în momente diferite. Și care este rezultatul? Și, ca urmare, viteza computerului este redusă de zeci, sute și chiar mii de ori. Are cineva nevoie de un astfel de dispozitiv? Acesta este rolul generatorului de ceas.

Cum se măsoară frecvența ceasului?

Frecvența ceasului, conform standardelor internaționale, este de obicei măsurată atât în megaherți, cât și în gigaherți. Ambele tipuri de măsurători sunt corecte, mai degrabă, este doar o chestiune de aspect prefixe și număr de caractere. Denumirile pentru cele două măsurători sunt, respectiv, „MHz” și „GHz”. Să le reamintim celor care au uitat și să le spunem celor care nu au știut că 1 MHz este numeric egal cu un milion de cicluri efectuate într-o secundă. Un gigahertz - cu 3 grade mai mult. Adică este o mie de megaherți. Tehnologia informatică nu stă pe loc, ca toate celelalte. Putem spune că se dezvoltă dinamic, așa că putem exprima presupunerea că în viitorul apropiat poate apărea un procesor, a cărui frecvență de ceas va fi măsurată nu în megaherți și nu în gigaherți, ci în teraherți. Sunt încă 3 grade.

Ce afectează viteza de ceas a procesorului?

După cum știți, un computer, de la simple conturi la ultimele jocuri, efectuează un set de operații. Ceea ce, apropo, poate fi destul de impresionant. Deci, aceste operații sunt efectuate pentru un anumit număr de cicluri. Prin urmare, cu cât frecvența de ceas a procesorului este mai mare, cu atât mai repede va putea face față sarcinilor. Și în același timp, productivitatea crește, calculele și încărcarea datelor în diverse aplicații sunt accelerate.

Despre frecvența maximă a ceasului

Nu este un secret că înainte de lansarea unui model de procesor pentru producția de masă, prototipul acestuia este testat. Mai mult, ele testează cu o sarcină suficientă pentru a identifica punctele slabe și pentru a le modifica oarecum.

Testarea procesorului se efectuează la diferite viteze de ceas. În același timp, se schimbă și alte condiții, cum ar fi presiunea și temperatura. Pentru ce sunt testele? Acestea sunt organizate nu doar pentru a identifica și elimina defecțiunile și problemele, ci și pentru a obține o valoare numită frecvență maximă de ceas. De obicei este indicat în documentația dispozitivului, precum și în etichetarea acestuia. Viteza maximă de ceas nu este altceva decât viteza normală de ceas pe care o va avea procesorul în condiții standard.

Despre posibilitatea de ajustare

În general, plăcile de bază moderne ale computerelor permit utilizatorului să schimbe viteza ceasului. Desigur, acest lucru se face într-un fel sau altul. Acum tehnologia permite procesoarelor să ruleze la frecvențe diferite, în funcție de alegere. Și acest lucru, trebuie să spun, este important, deoarece un astfel de procesor își poate sincroniza frecvența cu frecvența care placa de baza, deoarece procesorul însuși este instalat pe el.

Despre creșterea frecvenței ceasului

Desigur, rezultatul maxim poate fi atins pur și simplu prin achiziție procesor nou, care are o frecvență de ceas crescută. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna posibil financiar, ceea ce înseamnă că întrebarea cum să creșteți frecvența tacului procesorului fără a investi fonduri suplimentare în această chestiune rămâne deschisă.

Pe scurt, overclockarea procesorului nu se face în detrimentul programe de la terți. Acest lucru, ca și în cazul overclockării unei plăci video, este o prostie de-a dreptul. De fapt, puteți îmbunătăți performanța procesorului setând setările corespunzătoare în BIOS.

Concluzie

Deci, ce am învățat în acest articol? În primul rând, viteza de ceas a procesorului este frecvența la care funcționează dispozitivul. În al doilea rând, computerele folosesc un generator de frecvență de ceas, care creează o anumită frecvență care sincronizează funcționarea elementelor individuale. În al treilea rând, frecvența maximă a procesorului este frecvența la care procesorul funcționează în condiții normale. În al patrulea rând, overclockarea procesorului, adică creșterea frecvenței de ceas, este posibilă prin modificarea setărilor din BIOS.

Viteza de ceas a procesoarelor Intel, precum și a procesoarelor altor mărci, depinde de model.

Când cumpărați sau colectați calculator desktop, atunci poți afla că una dintre cele mai scumpe piese va fi procesorul. Un procesor este o unitate electronică sau un circuit care execută instrucțiunile mașinii și este, de asemenea, una dintre părțile principale hardware calculator.

Procesorul are mulți parametri diferiți, dintre care unul se numește viteza de ceas. Ce este?

Ceasul procesorului este frecvența de ceas a sincronului circuit electronic, care vin din exterior la intrarea circuitului într-o secundă. Cu alte cuvinte, acesta este numărul de operații pe care procesorul le efectuează într-o secundă. În același timp, este important să nu uităm că procesoarele cu aceeași frecvență de ceas pot avea performanțe diferite, prin urmare, pentru a efectua o singură operație diverse sisteme este necesar un număr diferit de cicluri.

Frecvența ceasului este măsurată în unități de frecvență - megaherți și gigaherți.

Se crede că cu cât valoarea este mai mare, cu atât procesorul în sine este mai productiv. Acest lucru este parțial adevărat, dar numai pentru modelele din aceeași linie a producătorului. La urma urmei, performanța procesorului este afectată și de alte caracteristici, de exemplu, frecvența magistralei sau dimensiunea memoriei cache. Unii producători vă permit să „overclockați” viteza de ceas a procesorului.

Apropo, un punct interesant. După cum știți, procesoarele single-core nu sunt atât de comune astăzi, locul lor a fost înlocuit cu procesoare multi-core. Cu toate acestea, acest lucru nu este surprinzător, dar nu acesta este ideea. Mulți oameni se întreabă, cum se calculează viteza de ceas a procesoarelor multi-core? Unii utilizatori consideră că înmulțirea vitezei de ceas cu numărul de nuclee de procesor este suficientă. Adică dacă 8 procesor nuclear are o frecvență de 3 GHz, atunci trebuie să înmulțiți 8 cu 3 și să obțineți frecvența de până la 24 GHz. De fapt, acest calcul nu are nimic de-a face cu realitatea.

Pentru a înțelege însuși principiul calculării frecvenței ceasului, trebuie să luați în considerare un exemplu simplu. Să presupunem că avem o mașină care dezvoltă 200 km pe oră (adică un procesor single-core). Dacă luăm 4 astfel de mașini (procesor cu 4 nuclee), atunci oricât am împinge, nu vom putea accelera aceste mașini la o viteză de 800 km pe oră sub nicio dorință. La fel este și cu frecvența de ceas - dacă este de 3 GHz, atunci procesorul cu 4 nuclee are o frecvență de aceeași 3 GHz.

Atunci frecvența ceasului este cel mai cunoscut parametru. Prin urmare, este necesar să ne ocupăm în mod specific de acest concept. De asemenea, în acest articol vom discuta înțelegerea vitezei de ceas a procesoarelor multi-core, pentru că există nuanțe interesante pe care nu toată lumea le cunoaște și le ține cont.

De destul de mult timp, dezvoltatorii au pariat în mod special pe creșterea frecvenței de ceas, dar de-a lungul timpului, „moda” s-a schimbat și majoritatea dezvoltărilor merg spre crearea unei arhitecturi mai avansate, creșterea memoriei cache și dezvoltarea multi-core, dar nimeni nu uită de frecvență.

Care este viteza de ceas a unui procesor?

Mai întâi trebuie să înțelegeți definiția „frecvenței de ceas”. Viteza ceasului ne spune câte calcule poate efectua procesorul pe unitatea de timp. În consecință, cu cât frecvența este mai mare, cu atât procesorul poate efectua mai multe operațiuni pe unitatea de timp. Frecvența de ceas a procesoarelor moderne este în principal de 1,0-4 GHz. Se determină prin înmulțirea frecvenței externe sau de bază cu un anumit factor. De exemplu, procesor Intel core I7 920 folosește o frecvență de magistrală de 133 MHz și un multiplicator de 20, rezultând o viteză de ceas de 2660 MHz.

Frecvența procesorului poate fi mărită acasă prin overclockarea procesorului. Există modele speciale de procesoare de la AMD și Intel, care sunt concentrate pe overclockare de către producător, de exemplu, Black Edition de la AMD și linia K-series de la Intel.

Vreau să remarc că atunci când cumpărați un procesor, frecvența nu ar trebui să fie un factor decisiv în alegerea dvs., deoarece doar o parte din performanța procesorului depinde de aceasta.

Înțelegerea vitezei de ceas (procesoare cu mai multe nuclee)

Acum, în aproape toate segmentele de piață, nu au mai rămas procesoare single-core. Ei bine, este logic, pentru că industria IT nu stă nemișcată, ci merge constant înainte cu salturi și limite. Prin urmare, este necesar să înțelegem clar cum se calculează frecvența pentru procesoarele care au două sau mai multe nuclee.

În timp ce am vizitat multe forumuri de computere, am observat că există o concepție greșită comună despre înțelegerea (calcularea) frecvențelor procesoarelor multi-core. Voi da imediat un exemplu al acestui raționament incorect: „Există un procesor cu 4 nuclee cu o frecvență de ceas de 3 GHz, deci frecvența totală de ceas va fi: 4 x 3 GHz = 12 GHz, nu?” - Nu, nu asa.

Voi încerca să explic de ce frecvența totală a procesorului nu poate fi înțeleasă ca: „numărul de nuclee X frecventa specificata.

Voi da un exemplu: „Un pieton merge pe drum, viteza lui este de 4 km/h. Acest lucru este similar cu un procesor cu un singur nucleu pornit N GHz. Dar dacă 4 pietoni merg pe drum cu o viteză de 4 km/h, atunci acesta este similar cu un procesor cu 4 nuclee de pe N GHz. În cazul pietonilor, nu presupunem că viteza lor va fi 4x4 = 16 km/h, spunem pur și simplu: „4 pietoni merg cu o viteză de 4 km/h”. Din același motiv, nu efectuăm nicio operație matematică cu frecvențele nucleelor procesorului, ci pur și simplu rețineți că un procesor cu 4 nuclee este N GHz are patru nuclee, fiecare dintre acestea rulând la o frecvență N GHz".