Швидкодія процесора, у чому вона вимірюється? Що таке частота процесора.

Як відомо, тактова частота процесора - це кількість виконуваних операцій таким за одиницю часу, в даному випадку, за секунду.

Але цього визначення недостатньо для того, щоб повністю зрозуміти, що насправді означає дане поняття і яке значення воно має для нас, рядових користувачів.

В інтернеті можна знайти безліч статей із цього приводу, але у всіх із них чогось не вистачає.

Найчастіше це «щось» є тим ключиком, який може відкрити двері до розуміння.

Тому ми постаралися зібрати всі основні відомості, ніби це пазли, і скласти їх єдину цілісну картину.

Зміст:

Детальне визначення

Отже, тактова частота це кількість операцій, які процесор може виконувати за секунду. Вимірюється ця величина у Герцах.

Ця одиниця виміру названа на честь відомого вченого, який проводив експерименти, спрямовані на вивчення періодичних, тобто процесів, що повторюються.

А до чого Герц до операцій за секунду?

Таке питання виникає під час читання більшості статей у людей, які не дуже добре вивчали фізику в школі (можливо, не з власної вини).

Справа в тому, що ця одиниця якраз і позначає частоту, тобто кількість повторень, цих періодичних процесів за секунду.

Вона дозволяє вимірювати як кількість операцій, а й інші різні показники. Наприклад, якщо ви робите 3 входи за секунду, значить, частота дихання становить 3 Герца.

Що ж стосується процесорів, то тут можуть виконуватися різні операції, які зводяться до обчислення тих чи інших параметрів.

Власне, кількість обчислень цих параметрів за секунду і називається .

Як просто!

На практиці поняття «Герц» використовується вкрай рідко, частіше ми чуємо про мегагерці, кілогерці і так далі. У таблиці 1 наведено «розшифрування» цих величин.

Таблиця 1. Позначення

Перше і останнє нині використовується дуже рідко.

Тобто, якщо ви чуєте, що в ньому 4 ГГц, то він може виконувати 4 мільярди операцій кожну секунду.

Аж ніяк! На сьогодні це середній показник. Напевно, дуже скоро ми почуємо про моделі з частотою в тераГерц або навіть більше.

Як утворюється

Отже, у ньому є такі пристрої:

тактовий резонатор- являє собою звичайний кристал кварцу, укладений у спеціальний захисний контейнер;
тактовий генератор- пристрій, який перетворює один вид коливань на інші;
металева кришка;
шина даних;
текстолітова підкладка, до якої кріпляться всі інші пристрої.

Так ось, кристал кварцу, тобто тактовий резонатор, утворюють коливання внаслідок подачі напруги. В результаті утворюються коливання електричного струму.

До підкладки кріпиться тактовий генератор, який перетворює електричні коливання імпульси.

Вони передаються на шини даних, таким чином результат обчислень потрапляє до користувача.

Саме таким шляхом і виходить тактова частота.

Цікаво, що щодо даного поняттяіснує величезна кількість помилок, зокрема щодо зв'язку ядер і частоти. Тому про це також варто поговорити.

Як частота пов'язана з ядрами

Ядро – це, власне, і є процесор. Мається на увазі той самий кристал, який і змушує весь пристрій виконувати певні операції.

Тобто якщо в тій чи іншій моделі два ядра, це означає, що в ньому два кристали, які з'єднуються між собою за допомогою спеціальної шини.

Згідно з поширеною помилкою, чим більше ядер, тим більша частота. Адже не дарма зараз розробники намагаються вмістити дедалі більше ядер у них. Але це не так. Якщо вона дорівнює 1 ГГц, навіть якщо в ньому 10 ядер, вона так і залишиться 1 ГГц і не стане 10 ГГц.

В інтернеті можна знайти безліч статей із цього приводу, але у всіх із них чогось не вистачає.

Найчастіше це «щось» є тим ключиком, який може відкрити двері до розуміння. Тому ми постаралися зібрати всі основні відомості, ніби це пазли, і скласти їх єдину цілісну картину.

Детальне визначення

А до чого Герц до операцій за секунду?

Таке питання виникає під час читання більшості статей в інтернеті у людей, які не дуже добре вивчали фізику в школі (може бути, не з власної вини). Справа в тому, що ця одиниця якраз і позначає частоту, тобто кількість повторень, цих періодичних процесів за секунду.

Що ж стосується процесорів, то тут можуть виконуватися різні операції, які зводяться до обчислення тих чи інших параметрів. Власне, кількість обчислень цих параметрів за секунду і називається тактовою частотою.

Як просто!

Таблиця 1. Позначення

Перше і останнє нині використовується дуже рідко.

Тобто, якщо ви чуєте, що в ньому 4 ГГц, то він може виконувати 4 мільярди операцій кожну секунду.

Як утворюється

Отже, у ньому є такі пристрої:

тактовий резонатор - є звичайним кристалом кварцу, укладений у спеціальний захисний контейнер;
тактовий генератор - пристрій, який перетворює один вид коливань на інші;
металева кришка;
шина даних;
текстолітова підкладка, до якої кріпляться всі інші пристрої.

До підкладки кріпиться тактовий генератор, який перетворює електричні коливання імпульси. Вони передаються на шини даних, таким чином результат обчислень потрапляє до користувача.

Саме таким шляхом і виходить тактова частота. Цікаво, що щодо даного поняття існує безліч помилок, зокрема, щодо зв'язку ядер і частоти. Тому про це також варто поговорити.

Як частота пов'язана з ядрами

Ядро – це, власне, і є процесор. Під ядром мається на увазі той кристал, який і змушує весь пристрій виконувати певні операції. Тобто якщо в тій чи іншій моделі два ядра, це означає, що в ньому два кристали, які з'єднуються між собою за допомогою спеціальної шини.

Що таке частота процесора? На що впливає ця характеристика і як її можна збільшити? Що таке максимальна тактова частота процесора? Ці питання ми розберемо під час цієї статті.

Поняття про тактову частоту

Тактова частота процесора - це один з найбільш важливих параметрів, що характеризують персональний комп'ютер, а також всі інші пристрої, побудовані за його принципом Тобто свою тактову частоту процесора мають не лише персональні комп'ютери, але і ноутбуки, нетбуки, ультрабуки, Планшетні комп'ютерита смартфони.

Тактова частота процесора - це параметр, що застосовується до окремих пристроїв, що становлять комп'ютерну систему. Говорячи конкретніше, йдеться про процесор. Насправді від тактової частоти процесора залежить багато, але це єдина деталь, яка впливає роботу системи.

Отже, щоб розібратися з питанням про тактову частоту, спочатку трохи заглибимося у словотвори. Що таке “такт” і яке це слово має до нашого випадку? Такт є не що інше, як проміжок часу, що має місце між повтором двох імпульсів. Ці імпульси, своєю чергою, створюються пристроєм під назвою “генератор тактових частот”. По суті, це мікросхема, яка відповідає за формування тактової частоти, що використовується материнською платоюта самим процесором. Тобто тактова частота процесора це та частота, на якій працює пристрій.

Принцип дії ГТЧ

Генератор тактової частоти створює імпульси, які згодом розсилаються на пристрої. Вони форсують архітектуру комп'ютера, одночасно створюючи синхронізацію між окремими елементами. Тобто ГТЧ є своєрідним "командиром", який поєднує в одну послідовність робочі комп'ютерні ланки. Так ось, чим частіше генератор тактової частоти створюватиме імпульси, тим найкраща швидкодіябуде у комп'ютера/ноутбука/смартфону тощо.

Логічно припустити, що якщо генератор тактової частоти буде відсутній, синхронізації між елементами не буде. Отже, пристрій не зможе працювати. Припустімо, що все-таки нам вдалося привести такий пристрій до життя. Ну і що далі? Всі частини комп'ютера працюватимуть на своїй частоті в різний час. І що в результаті? А в результаті швидкодія комп'ютера знижується в десятки, сотні, а то й у тисячі разів. Хіба такий пристрій комусь потрібний? Ось у чому полягає роль генератора тактової частоти.

У чому вимірюється тактова частота?

Тактову частоту, згідно з міжнародними стандартами, прийнято вимірювати як у мегагерцях, так і в гігагерцях. Обидва види вимірів вірні, скоріше, це просто питання зовнішнього виглядуприставки та кількості символів. Позначення для двох вимірювань, відповідно, такі: МГц і ГГц. Нагадаємо тим, хто забув, і розповімо тим, хто не знав, що 1 МГц чисельно дорівнює мільйону тактів, що здійснюються протягом однієї секунди. А гігагерц – на 3 ступеня більше. Тобто, це тисяча мегагерц. Комп'ютерні технології не стоять дома, як і всі інші. Вони, можна сказати, динамічно розвиваються, тому можна озвучити припущення, що в найближчому майбутньому може з'явитися процесор, тактову частоту якого вимірюватимуть не в мегагерцах і не в гігагерцах, а в терагерцях. Це ще на 3 ступені більше.

На що тактова частота процесора?

Як відомо, комп'ютер, починаючи від простих рахунків і закінчуючи новітніми іграмивиконує деякий набір операцій. Який, до речі, може бути цілком значним. Так от, ці операції здійснюються за певну кількість тактів. Отже, що більшу тактову частоту матиме процесор, то швидше він зможе справлятися із завданнями. А разом з цим збільшується продуктивність, прискорюються розрахунки та завантаження даних у різних додатках.

Про максимальну тактову частоту

Ні для кого не є секретом, що перед випуском моделі процесора в серійне виробництво його прототип тестують. Причому тестують із достатнім навантаженням, щоб виявити слабкі місця та дещо доопрацювати їх.

Тестування процесора проводиться за різної тактової частоти. При цьому змінюються інші умови, такі як тиск і температура. Навіщо проводяться тести? Вони організуються не тільки для виявлення та усунення несправностей та неполадок, але й для того, щоб отримати значення, що називається максимальною тактовою частотою. Вона зазвичай вказується у документації пристрою, а також у його маркуванні. Максимальна тактова частота не що інше, як звичайна тактова частота, яку процесор матиме у стандартних умовах.

Про можливість регулювання

Взагалі, сучасні комп'ютерні материнські плати дозволяють користувачеві змінювати тактову частоту. Зрозуміло, це у тому чи іншому діапазоні. Наразі технології дозволяють процесорам працювати на різних частотах залежно від вибору. І це, треба сказати, важливо, оскільки такий процесор може синхронізувати свою частоту із частотою, яку має материнська платаадже сам процесор встановлюється саме на неї.

Про збільшення тактової частоти

Звичайно, максимального результату можна досягти, просто придбавши новий процесор, що має підвищену тактову частоту Однак це не завжди можливо у фінансовому плані, а значить, питання про те, як збільшити тактову частоту процесора без вкладення додаткових коштів у цю справу залишається відкритим.

Говорячи двома словами, розгін процесора відбувається не за рахунок сторонніх програм. Це, як і у разі розгону відеокарти, відверта нісенітниця. Насправді покращити роботу процесора можна, виставивши відповідні налаштування у BIOS.

Висновок

Отже, що ми з'ясували під час цієї статті? По-перше, тактова частота процесора - це та частота, де працює пристрій. По-друге, у комп'ютерах використовується генератор тактової частоти, який створює певну частоту, що синхронізує роботу окремих елементів. По-третє, максимальною частотою процесора називається та частота, де працює процесор за нормальних умов. По-четверте, розгін процесора, тобто збільшення його тактової частоти, можливе за допомогою зміни настройок у BIOS.

Тактова частота процесорів Intel, як і інших марок, залежить від моделі.

Коли купуєш чи збираєш настільний комп'ютер, то можна з'ясувати, що однією з найдорожчих деталей буде процесор. Процесор - це електронний блок або схема, яка виконує машинні інструкції, а також одна з головних частин апаратного забезпеченнякомп'ютера.

Процесор має безліч різних параметрів, один із яких називається тактовою частотою. Що це таке?

Тактова частота процесора - це частота синхронізуючих імпульсів синхронної електронної схеми, які надходять з на вхід схеми за одну секунду. Іншими словами, це кількість операцій, яка виконується процесором за одну секунду. При цьому важливо не забувати, що процесори з тактовою частотою можуть мати різну продуктивність, тому для виконання однієї операції різним системампотрібна різна кількість тактів.

Тактова частота вимірюється в одиницях частоти - мегагерці та гігагерці.

Вважається, що що вище величина , то продуктивніше сам процесор. Частково це правильно, але лише для моделей в одній лінійці виробника. Адже на продуктивність процесора впливають інші характеристики, наприклад, частота шини або розмір кеша. Деякі виробники дозволяють "розганяти" тактову частоту процесора.

До речі, цікавий момент. Як ви знаєте, одноядерні процесори сьогодні зустрічаються не так часто, їх місце замінили багатоядерні процесори. Втім, це не дивно, але не про це. Багато хто питає, як розраховується тактова частота багатоядерних процесорів? Деякі користувачі вважають, що достатньо помножити тактову частоту кількості ядер процесора. Тобто якщо 8- ядерний процесормає частоту 3Ггц, то потрібно помножити 8 на 3 і отримаємо частоту аж 24 ГГц. Насправді, цей підрахунок не має нічого спільного з дійсністю.

Щоб зрозуміти сам принцип обчислення тактової частоти, потрібно розглянути простий приклад. Припустимо, у нас є автомобіль, який розвиває 200 км на годину (тобто одноядерний процесор). Якщо ми візьмемо 4 таких автомобіля (4-ядерний процесор), то як би ми не тужилися, розігнати ці автомобілі до швидкості 800 км на годину ми не зможемо за жодного бажання. Так само і з тактовою частотою - якщо вона становить 3 ГГц, то 4-ядерний процесор має частоту в ті ж 3 ГГц.

То тактова частота є найвідомішим параметром. Тому необхідно розібратися з цим поняттям. Також, у рамках цієї статті, ми обговоримо розуміння тактової частоти багатоядерних процесорів, адже там є цікаві нюанси, які знають та враховують далеко не всі.

Досить тривалий час розробники робили ставки саме на підвищення тактової частоти, але з часом "мода" змінилася і більшість розробок йдуть на створення більш досконалої архітектури, збільшення кеш-пам'яті та розвитку багатоядерності, але й про частоту ніхто не забуває.

Що таке тактова частота процесора?

Для початку необхідно розібратися з визначенням «тактова частота». Тактова частота показує, скільки процесор може зробити обчислень в одиницю часу. Відповідно, що більше частота, то більше операцій в одиницю часу може виконати процесор. Тактова частота сучасних процесорів, переважно, становить 1,0-4ГГц. Вона визначається множенням зовнішньої чи базової частоти, на певний коефіцієнт. Наприклад, процесор Intel Core i7 920 використовує частоту шини 133 МГц і множник 20, у результаті тактова частота дорівнює 2660 МГц.

Частоту процесора можна збільшити в домашніх умовах за допомогою розгону процесора. Існують спеціальні моделі процесорів від AMD та Intel, які спрямовані на розгін самим виробником, наприклад Black Edition у AMD і лінійки К-серії у Intel.

Хочу відзначити, що при покупці процесора, частота не повинна бути для вас вирішальним фактором вибору, адже від неї залежить лише частина продуктивності процесора.

Розуміння тактової частоти (багатоядерні процесори)

Зараз майже у всіх сегментах ринку вже не залишилося одноядерних процесорів. Ну воно і логічно, адже IT-індустрія не стоїть на місці, а постійно рухається вперед семимильними кроками. Тому потрібно чітко усвідомити, як розраховується частота у процесорів, які мають два ядра і більше.

Відвідуючи безліч комп'ютерних форумів, я помітив, що існує поширена помилка щодо розуміння частоти багатоядерних процесорів. Відразу ж наведу приклад цього неправильного міркування: «Є 4-х ядерний процесор з тактовою частотою 3 ГГц, тому його сумарна тактова частота дорівнюватиме: 4 х 3ГГц=12 ГГц, адже так?»- Ні, не так.

Я спробую пояснити, чому сумарну частоту процесора не можна розуміти як: кількість ядер хзазначену частоту».

Наведу приклад: «Дорогою йде пішохід, у нього швидкість 4 км/год. Це аналогічно одноядерному процесору на NГГц. А ось якщо дорогою йдуть 4 пішоходи зі швидкістю 4 км/год, то це аналогічно 4-ядерному процесору на NГГц. У випадку з пішоходами ми не вважаємо, що їх швидкість дорівнюватиме 4х4 = 16 км/год, ми просто говоримо: "4 пішоходи йдуть зі швидкістю 4 км/год". З цієї ж причини ми не робимо жодних математичних дій і з частотами ядер процесора, а просто пам'ятаємо, що 4-ядерний процесор на NГГц має чотири ядри, кожне з яких працює на частоті NГГц».