Честота на процесора и нейното правилно разбиране. Каква е тактовата честота на процесора С тактова честота 1 7

Във време, когато Мобилни телефонибяха дебели и черно-бели, процесорите бяха едноядрени, а гигахерците изглеждаха непреодолима летва (преди 20 години), единствената характеристика за сравнение на мощността на процесора беше тактовата честота. Десетилетие по-късно втората важна характеристика беше броят на ядрата. В днешно време смартфон с дебелина по-малка от сантиметър съдържа повече ядра и има по-висока тактова честота от обикновен компютър от онези години. Нека се опитаме да разберем какво влияе на тактовата честота на процесора.

Честотата на процесора влияе върху скоростта, с която транзисторите на процесора (а има стотици милиони от тях вътре в чипа) превключват. Измерва се в броя превключвания за секунда и се изразява в милиони или милиарди херца (мегахерца или гигахерца). Един херц е едно превключване на процесорни транзистори за секунда, следователно един гигахерц е един милиард такива превключвания за едно и също време. В едно превключване, казано по-просто, ядрото извършва една математическа операция.

Следвайки обичайната логика, можем да стигнем до извода, че колкото по-висока е честотата, толкова по-бързо се превключват транзисторите в ядрата, толкова по-бързо се решават проблемите. Ето защо в миналото, когато по-голямата част от процесорите бяха значително подобрени Intel x86, архитектурните разлики бяха минимални и беше ясно, че колкото по-висока е тактовата честота, толкова по-бързи са изчисленията. Но с времето всичко се промени.

Възможно ли е да се сравняват честотите на различните процесори?

През 21 век разработчиците научиха своите процесори да обработват не само една инструкция на такт, а повече. Следователно процесорите с еднаква тактова честота, но базирани на различни архитектури, произвеждат различни нива на производителност. Intel Core i5 2 GHz и Qualcomm Snapdragon 625 2 GHz са различни неща. Въпреки че вторият има повече ядра, той ще бъде по-слаб при тежки задачи. Следователно честотата на различните типове ядра не може да се сравнява; важно е също така да се вземе предвид специфичната производителност (броят изпълнения на инструкции за такт).

Ако направим аналогия с автомобилите, то тактовата честота е скоростта в км/ч, а специфичната производителност е товароносимостта в кг. Ако наблизо се движат кола (ARM процесор за смартфон) и самосвал (x86 чип за компютър), тогава при една и съща скорост колата ще транспортира няколкостотин килограма наведнъж, а камионът ще носи няколко тона . Ако говорим за различни видовеядра специално за смартфони (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) - това са всички леки автомобили, но с различен капацитет. Съответно тук разликата няма да е толкова голяма, но все пак значителна.

Можете да сравнявате само тактовите честоти на ядрата на една и съща архитектура. Например, MediaTek MT6750 и Qualcomm Sanapdragon 625 съдържат по 8 Cortex A53 ядра. Но MTK има честота до 1,5 GHz, а Qualcomm има честота 2 GHz. Следователно вторият процесор ще работи с приблизително 33% по-бързо. Но Qualcomm Snapdragon 652, въпреки че има честота до 1,8 GHz, е по-бърз от модела 625, тъй като използва по-мощни ядра Cortex A72.

Какво дава висока честота на процесора в смартфон?

Както вече разбрахме, колкото по-висока е тактовата честота, толкова по-бързо работи процесорът. Следователно производителността на смартфон с чипсет с по-висока честота ще бъде по-висока. Ако един процесор на смартфон съдържа 4 Kryo ядра на 2 GHz, а вторият съдържа 4 от същите Kryo ядра на 3 GHz, тогава вторият ще бъде около 1,5 пъти по-бърз. Това ще ускори стартирането на приложенията, ще намали времето за стартиране, ще позволи на тежките сайтове да се обработват по-бързо в браузъра и т.н.

Въпреки това, при избора на смартфон с високи честотипроцесор, трябва също да запомните, че колкото по-високи са те, толкова по-голяма е консумацията на енергия. Следователно, ако производителят е увеличил повече гигахерци, но не е оптимизирал правилно устройството, то може да прегрее и да премине в „дроселиране“ (принудително нулиране на честотите). Например, Qualcomm Snapdragon 810 някога страдаше от такъв недостатък.

Ще харесате още:

Всичко, което трябва да знаете за архитектурата big.LITTLE и как работи в смартфони
Какво е процесорна архитектура, какво е и какво се използва в смартфоните

Както знаете, тактовата честота на процесора е броят на операциите, извършени за единица време, в този случай за секунда.

Но това определение не е достатъчно, за да разберем напълно какво всъщност означава това понятие и какво значение има за нас, обикновените потребители.

Можете да намерите много статии по тази тема в интернет, но на всички липсва нещо.

По-често това „нещо“ е самият ключ, който може да отвори вратата към разбирането.

Затова се опитахме да съберем цялата основна информация, сякаш е пъзел, и да я сглобим в една цялостна картина.

Съдържание:

Подробна дефиниция

И така, тактовата честота е броят операции, които процесорът може да извърши за секунда. Тази стойност се измерва в Hertz.

Тази единица за измерване е кръстена на известен учен, който провежда експерименти, насочени към изучаване на периодични, тоест повтарящи се процеси.

Какво общо има Херц с операциите в секунда?

Този въпрос възниква при четене на повечето статии при хора, които не са учили много добре физика в училище (може би не по тяхна вина).

Факт е, че тази единица точно обозначава честотата, тоест броят на повторенията на същите тези периодични процеси в секунда.

Тя ви позволява да измервате не само броя на операциите, но и различни други показатели. Например, ако правите 3 влизания в секунда, тогава вашата честота на дишане е 3 херца.

Що се отнася до процесорите, тук могат да се извършват различни операции, които се свеждат до изчисляване на определени параметри.

Всъщност броят на изчисленията на същите тези параметри за секунда се нарича .

Просто като това!

На практика понятието "Херц" се използва изключително рядко, по-често чуваме за мегаХерц, килоХерц и т.н. Таблица 1 показва "декодирането" на тези стойности.

Таблица 1. Обозначения

Първият и последният в момента се използват изключително рядко.

Тоест, ако чуете, че има 4 GHz, значи може да извършва 4 милиарда операции всяка секунда.

Въобще не! Това е средното днес. Със сигурност много скоро ще чуем за модели с честота terahertz или дори повече.

Как се формира

И така, в него има следните устройства:

• часовников резонатор– представлява обикновен кварцов кристал, затворен в специален защитен контейнер;
• тактов генератор– устройство, което преобразува един вид вибрация в друг;
• метален капак;
• шина за данни;
• текстолитна подложка, към който са свързани всички останали устройства.

И така, кварцов кристал, т.е. часовников резонатор, образува трептения поради захранването с напрежение. В резултат на това се образуват трептения на електрически ток.

Към подложката е прикрепен тактов генератор, който преобразува електрически вибрациив импулси.

Те се предават на шини за данни и по този начин резултатът от изчисленията достига до потребителя.

Точно така се получава тактовата честота.

Интересно е, че по отношение на това понятие има голяма сумапогрешни схващания, по-специално по отношение на връзката между ядрата и честотата. Следователно, това също си струва да се говори.

Как честотата се свързва с ядрата

Ядрото всъщност е процесорът. С това имаме предвид самия кристал, който принуждава цялото устройство да извършва определени операции.

Тоест, ако даден модел има две ядра, това означава, че той съдържа два кристала, които са свързани помежду си с помощта на специална шина.

Според общоприетото погрешно схващане, колкото повече ядра, толкова по-висока е честотата. Не е за нищо, че разработчиците сега се опитват да вместят все повече и повече ядра в тях. Но това не е вярно. Ако е 1 GHz, дори и да е с 10 ядра, пак ще си остане 1 GHz и няма да стане 10 GHz.

Факт е, че всяко ядро ​​изпълнява своята специфична функция и поема част от общото натоварване на процесора.

Случва се, че поради голям брой ядра устройството ще работи още по-бавно, тъй като автобусът, който ги свързва, не може да издържи натоварването поради лошо качество. Въпреки че това се случва изключително рядко.

Това може да се илюстрира с прост пример. Ако 4 души вървят по пътя със скорост 4 км/ч, това не означава, че всички заедно вървят със скорост 16 км/ч (4*4).

Всички те се движат със скорост 4 км/ч.

Ако имате въпроси, задайте ги в коментарите. Ще се радваме да отговорим!

Тогава тактовата честота е най-известният параметър. Следователно е необходимо да се разбере конкретно това понятие. Също така в рамките на тази статия ще обсъдим разбиране на тактовата честота на многоядрените процесори, защото има интересни нюанси, които не всеки знае и взема предвид.

Доста дълго време разработчиците разчитаха на увеличаване на тактовата честота, но с течение на времето „модата“ се промени и повечето от разработките отиват към създаване на по-усъвършенствана архитектура, увеличаване на кеш паметта и разработване на многоядрени ядра, но никой не забравя относно честотата.

Каква е тактовата честота на процесора?

Първо трябва да разберете определението за „тактова честота“. Тактовата честота ни казва колко изчисления може да извърши процесорът за единица време. Съответно, колкото по-висока е честотата, толкова повече операции може да извърши процесорът за единица време. Тактовата честота на съвременните процесори обикновено е 1,0-4 GHz. Определя се чрез умножаване на външната или базовата честота по определен коефициент. Например, Процесор Intel Core i7 920 използва скорост на шината от 133 MHz и множител 20, което води до тактова честота от 2660 MHz.

Честотата на процесора може да се увеличи у дома чрез овърклок на процесора. Има специални модели процесори от AMD и Intel, които са насочени към овърклок от самия производител, например Black Edition от AMD и линията K-series от Intel.

Бих искал да отбележа, че когато купувате процесор, честотата не трябва да бъде решаващ фактор при избора ви, защото само част от производителността на процесора зависи от това.

Разбиране на тактовата честота (многоядрени процесори)

Сега в почти всички пазарни сегменти вече не са останали едноядрени процесори. Е, логично е, защото ИТ индустрията не стои неподвижна, а непрекъснато се движи напред със скокове и граници. Следователно трябва ясно да разберете как се изчислява честотата за процесори, които имат две или повече ядра.

Докато посещавах много компютърни форуми, забелязах, че има често срещано погрешно схващане относно разбирането (изчисляването) на честотите на многоядрените процесори. Веднага ще дам пример за това неправилно разсъждение: „Има 4 ядрен процесорс тактова честота 3 GHz, така че общата му тактова честота ще бъде равна на: 4 x 3 GHz = 12 GHz, нали?“ - Не, не е така.

Ще се опитам да обясня защо общата честота на процесора не може да се разбира като: „брой ядра хопределена честота."

Давам пример: „Пешеходец върви по пътя, скоростта му е 4 км/ч. Това е подобно на едноядрен процесор н GHz. Но ако 4 пешеходци вървят по пътя със скорост 4 км/ч, тогава това е подобно на 4-ядрен процесор на н GHz. В случая на пешеходците не предполагаме, че тяхната скорост ще бъде 4x4 = 16 km/h, просто казваме: "4 пешеходци вървят със скорост 4 км/ч". По същата причина ние не извършваме никакви математически операции с честотите на процесорните ядра, а просто помним, че 4-ядреният процесор е н GHz има четири ядра, всяко от които работи на определена честота н GHz".

Тактова честота на процесора - това е броят на трептенията за определен период от време(в случая - на секунда). Ако говорим за персонален компютър, тогава за него това е индикатор за броя операции, които процесорът може да извърши за 1 секунда. Запомнете: колкото по-висока е тактовата честота, толкова по-висока е производителността на компютъра.

Какви разновидности има?

Това е интересно! Единицата за измерване на честотата се нарича "херц" и е кръстена на легендарния немски физик Хайнрих Рудолф Херц, който през 1885 г. провежда уникален експеримент, за да потвърди правилността на електромагнитната теория. Ученият доказа, че светлината е вид електромагнитно излъчване, което се разпространява под формата на специални вълни.

Експертите разграничават 2 вида тактови честоти.

1. Външен (засяга обмена на данни между платката оперативна памети процесор).
2. Вътрешен (влияе върху правилността и скоростта на работа вътре в процесора).

Друг интересен факт е, че до 1992 г. тези два показателя като правило съвпадат и само в резултат на въвеждането на нови технологии от специалисти от известната компания Intel, вътрешната честота е увеличена 2 пъти в сравнение с външен такъв. Пример за такова постижение е уникалният по това време процесор 80486DX2. Производителят представи на обществеността 2 вида такъв процесор: единият е по-малко мощен (25/50 MHz), другият е с по-висока производителност (33/66 MHz). Това изобретение даде сериозен тласък, включително и на други производители и те започнаха активно да разработват и произвеждат процесори с видимо по-голяма мощност.

Струва си да се обърне внимание на това важен момент: Честотата на процесора не е единственият критерий за оценка на скоростта и производителността на компютъра. Трябва също да вземете предвид размера на кеш паметта и . Някои процесори от последно поколение използват специална система, която отговаря за автоматичното увеличаване на тактовата честота на процесорните ядра. Така че, ако сте активен геймър и не можете да си представите живота си без ежедневно потапяне в завладяващия свят на сложни игри, както в сюжета, така и в графиката, тогава имате нужда. Но за класическа работа в офиса е подходящ и модерен компютър.

Как се определя тактовата честота?

Както е известно, часовниковите трептения се образуват в резултат на действието на кварцов кристал, разположен в специален контейнер. Това устройствосе нарича „часовников резонатор“. Кристалът започва да работи само след като се приложи напрежение и електрически ток осцилира. След това тези колебания се подават към тактов генератор, в резултат на което колебанията на електрическия ток се преобразуват в импулси и те вече се предават към шините за данни.

Не забравяйте, че генераторът на часовник е отговорен за необходимия тактов цикъл на всички компоненти на компютъра, включително шини, RAM и, разбира се, централния процесор. Ако тактовият генератор работи правилно, всички компоненти също ще функционират възможно най-синхронно и гладко.
Има и такова нещо като часовников период.

Тактовият период е минималната единица, с която се измерва времето на работа на процесора.

Увеличаване на честотата чрез овърклок

Когато взаимодейства с RAM платката, процесорът обикновено прекарва повече от един тактов цикъл. Този показател може да бъде увеличен изкуствено, тоест в резултат на т.нар.“, но след като сте избрали този път, трябва да знаете за някоиограничения:

• процесорът стартира консумират значително повече енергия, а инсталираното и работещо захранване може да не успее да се справи с тази точка, така че си струва да закупите по-ефективен модел;
• в резултат на „овърклок“, количеството енергия, излъчвано от кристала, се увеличава, тоест както той, така и други компоненти ще загряват по-бързо(само ефективна система за охлаждане ще помогне да се справят с последствията от прегряване);
• Ако обемът на доставяната електроенергия се увеличи, със сигурност ще възникнат проблеми. електромагнитни смущения, по-специално при работата на шините за данни (това може да доведе до намаляване на количеството прехвърлени данни).

Как да разберете честотата на процесора на вашия компютър?

Има четири основни начина да разберете тактовата честота и по този начин да определите производителността на компютъра:

1. Вижте документацията, предоставена от производителя заедно с вашия компютър или лаптоп. Техническият лист трябва да посочва вида на процесора и неговата тактова честота. Ако няма надпис относно тактовата честота до посочения модел процесор, можете да го разберете, като въведете произволен търсачкаиме на процесор, модел лаптоп и др.
2. Можете да разберете тактовата честота, като прочетете свойствата на вашата компютърна система. Какво трябва да направя? Първо отидете на „Контролен панел“; второ, отидете в секцията „Свойства на системата“.. Този раздел показва индикатори за производителност на компютъра, включително тактова честота.
3. Можете да се възползвате от възможностите, до които можете да се докоснете, като следвате някои прости правила (за персонални компютри те са еднакви, за лаптопи са различни). Основното нещо е да натиснете един „магически“ бутон (например Del, Esc или F12), преди системата да започне да се зарежда.
4. Инсталирайте на вашия компютър помощната програма CPU-Z, която е напълно безплатна и основната й цел е да помогне на потребителя да намери всичко необходимоСъдържа информация за процесора, включително неговата производителност и тактова честота.

И така, вече знаете какво е тактова честота персонален компютърили лаптоп, какво значение имат тези показатели за скоростта на оборудването, знаете как да определите честотата и се надяваме, че тази информация ще ви помогне да станете още по-професионален и успешен потребител на компютър.

Исторически погледнато, тактовата честота на процесора е основният показател за скоростта на компютъра и някога дори необразован човек, който не знае как се различава оптичният диск от флопи диска, можеше уверено да каже, че колкото повече гигахерци в машината , толкова по-добре и няма кой да не споря с него. Днес, в средата на компютърната ера, този вид мода премина и разработчиците се опитват да се насочат към създаването на по-усъвършенствана архитектура, увеличаване на размера на кеш паметта и броя на процесорните ядра, но тактовата честота е „кралицата ” на характеристиките. В общ смисъл това е броят на елементарните операции (цикли), които процесорът може да извърши за секунда от времето.

От това следва, че колкото по-висока е тактовата честота на процесора, толкова повече основни операции може да изпълнява компютърът и следователно толкова по-бързо работи.

Тактовата честота на модерните процесори варира от два до четири гигахерца. Определя се чрез умножаване на честотата на шината на процесора по определен коефициент. Например, Core i7 използва умножител x20 и има честота на шината от 133 MHz, което води до тактова честота на процесора от 2660 MHz.

Модерни и ядра

Въпреки факта, че преди това „многоядреният“ беше новост, днес на пазара практически не са останали едноядрени процесори. И в това няма нищо изненадващо, защото компютърната индустрия не стои неподвижна.

Следователно трябва ясно да разберете как се изчислява тактовата честота за процесори с две или повече ядра.

Струва си да се каже, че има често срещано погрешно схващане за изчисляване на честотата за такива процесори. Например: „Имам двуядрен процесор с тактова честота 1,8 GHz, следователно общата му честота ще бъде 2 x 1,8 GHz = 3,6 GHz, нали?“ Не, това е грешно. За съжаление броят на ядрата по никакъв начин не влияе на крайната тактова честота, ако вашият процесор е работил на скорост 3 GHz, той ще работи по този начин, но с по-голям брой ядра ресурсите му ще се увеличат и това , от своя страна, значително ще увеличи производителността.

Също така не трябва да забравяме, че количеството кеш памет е особено важно за съвременния процесор. Това е най-бързата компютърна памет, която дублира работна информация, която изисква повече бърз достъпв даден момент от времето.

Тъй като това е много скъпо и трудоемко за производство, стойностите му са относително малки, но тези показатели са достатъчни, за да увеличат производителността на цялата система, без да променят параметри като тактова честота.

Максимална тактова честота на процесора и овърклок

Без значение колко добър е вашият компютър, някой ден той ще остарее. Но не бързайте да го хвърляте в кошчето и да бягате до най-близкия магазин за електроника с отворен портфейл. Повечето съвременни процесори и видеокарти осигуряват допълнителен (в допълнение към фабричния) овърклок и, като добра системаохлаждане, можете да увеличите нивото на номиналната честота с 200-300 GHz. За ентусиастите на екстремните спортове и любителите на големите числа има и „овърклок“, който ви насърчава да изстискате максимума от вашето оборудване. Много хора, участващи в такава опасна работа, могат лесно да овърклокнат едноядрен процесор до 6-7 GHz, а някои дори поставят рекорди при 8,2 GHz.