Frekvence procesoru a její správné pochopení. Jaká je frekvence procesoru S taktovací frekvencí 1 7

V době, kdy Mobily byly tlusté a černobílé, procesory byly jednojádrové a gigahertz se jevil jako nepřekonatelná laťka (před 20 lety), jedinou charakteristikou pro porovnávání výkonu CPU byla taktovací frekvence. O dekádu později byl druhou důležitou charakteristikou počet jader. Smartphone o tloušťce méně než centimetr dnes obsahuje více jader a má vyšší takt než obyčejný počítač těch let. Zkusme zjistit, co ovlivňuje takt procesoru.

Frekvence procesoru ovlivňuje rychlost spínání tranzistorů procesoru (a jsou jich v čipu stovky milionů). Měří se v počtu sepnutí za sekundu a vyjadřuje se v milionech nebo miliardách hertzů (megahertz nebo gigahertz). Jeden hertz je jedno sepnutí tranzistorů procesoru za sekundu, takže jeden gigahertz je miliarda takových sepnutí za stejnou dobu. V jednom přepínači, zjednodušeně řečeno, jádro provede jednu matematickou operaci.

Podle obvyklé logiky můžeme dojít k závěru, že čím vyšší frekvence, tím rychleji tranzistory v jádrech spínají, tím rychleji se problémy řeší. Proto v minulosti, kdy byla většina procesorů v podstatě vylepšených Intel x86, byly architektonické rozdíly minimální a bylo jasné, že čím vyšší taktovací frekvence, tím rychlejší výpočty. Ale postupem času se vše změnilo.

Je možné porovnat frekvence různých procesorů?

V 21. století vývojáři naučili své procesory zpracovávat nejen jednu instrukci na takt, ale více. Proto procesory se stejnou taktovací frekvencí, ale založené na různých architekturách, produkují různé úrovně výkonu. Intel Core i5 2 GHz a Qualcomm Snapdragon 625 2 GHz jsou různé věci. Dvojka má sice více jader, ale v těžkých úlohách bude slabší. Nelze tedy srovnávat frekvenci různých typů jader, důležité je také zohlednit konkrétní výkon (počet provedení instrukce za takt).

Pokud nakreslíme analogii s automobily, pak taktovací frekvence je rychlost v km/h a specifická produktivita je nosnost v kg. Pokud jede poblíž auto (procesor ARM pro smartphone) a sklápěč (čip x86 pro PC), pak stejnou rychlostí auto přepraví několik set kilogramů najednou a nákladní automobil uveze několik tun . Pokud mluvíme o odlišné typy jádra speciálně pro chytré telefony (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) – to jsou všechno osobní auta, ale s různou kapacitou. V souladu s tím zde rozdíl nebude tak obrovský, ale stále významný.

Porovnávat lze pouze takty jader na stejné architektuře. Například MediaTek MT6750 a Qualcomm Sanapdragon 625 obsahují 8 jader Cortex A53. Ale MTK má frekvenci až 1,5 GHz a Qualcomm má frekvenci 2 GHz. V důsledku toho bude druhý procesor pracovat přibližně o 33 % rychleji. Ale Qualcomm Snapdragon 652, ačkoli má frekvenci až 1,8 GHz, je rychlejší než model 625, protože používá výkonnější jádra Cortex A72.

Co dělá vysoká frekvence procesoru ve smartphonu?

Jak jsme již zjistili, čím vyšší je taktovací frekvence, tím rychleji běží procesor. V důsledku toho bude výkon smartphonu s čipsetem s vyšší frekvencí vyšší. Pokud jeden procesor smartphonu obsahuje 4 jádra Kryo na 2 GHz a druhý obsahuje 4 stejná jádra Kryo na 3 GHz, pak druhý bude asi 1,5krát rychlejší. To urychlí spouštění aplikací, zkrátí dobu spouštění, umožní rychlejší zpracování těžkých stránek v prohlížeči atd.

Při výběru smartphonu s vysoké frekvence procesor, měli byste také pamatovat na to, že čím vyšší jsou, tím větší je spotřeba energie. Pokud tedy výrobce navýšil více gigahertzů, ale zařízení správně neoptimalizoval, může se přehřát a přejít do „throttlingu“ (nuceného resetu frekvencí). Takovým nedostatkem kdysi trpěl například Qualcomm Snapdragon 810.

Také se vám bude líbit:

Vše, co potřebujete vědět o architektuře big.LITTLE a jejím fungování v chytrých telefonech
Co je architektura procesoru, co to je a co se používá ve smartphonech

Jak víte, takt procesoru je počet operací provedených za jednotku času, v tomto případě za sekundu.

Tato definice ale nestačí k plnému pochopení, co tento pojem vlastně znamená a jaký význam má pro nás, běžné uživatele.

Na internetu najdete mnoho článků na toto téma, ale všem něco chybí.

Mnohem častěji je toto „něco“ právě tím klíčem, který může otevřít dveře k porozumění.

Snažili jsme se proto shromáždit všechny základní informace, jako by šlo o puzzle, a poskládat je do jednoho celistvého obrazu.

Obsah:

Detailní definice

Rychlost hodin je tedy počet operací, které může procesor provést za sekundu. Tato hodnota se měří v Hertzech.

Tato jednotka měření je pojmenována po slavném vědci, který prováděl experimenty zaměřené na studium periodických, tedy opakujících se procesů.

Co má Hertz společného s operacemi ve vteřině?

Tato otázka vyvstává při čtení většiny článků u lidí, kteří se fyziku ve škole příliš neučili (možná vlastní vinou).

Faktem je, že tato jednotka přesně označuje frekvenci, tedy počet opakování těchto stejných periodických procesů za sekundu.

Umožňuje měřit nejen počet operací, ale i různé další ukazatele. Pokud například provedete 3 vstupy za sekundu, pak je vaše dechová frekvence 3 Hz.

Pokud jde o procesory, lze zde provádět různé operace, které se scvrkají na výpočet určitých parametrů.

Ve skutečnosti se počet výpočtů těchto stejných parametrů za sekundu nazývá .

Jak jednoduché!

V praxi se pojem „Hertz“ používá velmi zřídka, častěji slyšíme o megaHertz, kiloHertz a tak dále. Tabulka 1 ukazuje „dekódování“ těchto hodnot.

Tabulka 1. Označení

První a poslední se v současné době používají velmi zřídka.

To znamená, že pokud uslyšíte, že má 4 GHz, může každou sekundu provést 4 miliardy operací.

Vůbec ne! To je dnes průměr. Jistě velmi brzy uslyšíme o modelech s frekvencí terahertzů nebo i více.

Jak se tvoří

Takže v tom existují následující zařízení:

• hodinový rezonátor– je obyčejný krystal křemene, uzavřený ve speciální ochranné nádobě;
• generátor hodin– zařízení, které převádí jeden typ vibrací na jiný;
• kovový kryt;
• datová sběrnice;
• textolitový substrát, ke kterému jsou připojena všechna ostatní zařízení.

Takže křemenný krystal, tedy hodinový rezonátor, vytváří oscilace v důsledku dodávky napětí. V důsledku toho se tvoří oscilace elektrického proudu.

K substrátu je připojen generátor hodin, který převádí elektrické vibrace do impulsů.

Jsou přenášeny na datové sběrnice, a tak se výsledek výpočtů dostává k uživateli.

Přesně tak se získá hodinová frekvence.

Je zajímavé, že ve vztahu k tomuto pojmu existuje velké množství mylné představy, zejména pokud jde o spojení mezi jádry a frekvencí. Proto také stojí za řeč.

Jak frekvence souvisí s jádry

Jádrem je ve skutečnosti procesor. Tím máme na mysli samotný krystal, který nutí celé zařízení provádět určité operace.

To znamená, že pokud má konkrétní model dvě jádra, znamená to, že obsahuje dva krystaly, které jsou vzájemně propojeny pomocí speciální sběrnice.

Podle běžné mylné představy platí, že čím více jader, tím vyšší frekvence. Ne nadarmo se do nich nyní vývojáři snaží vměstnat stále více jader. Ale to není pravda. Pokud je to 1 GHz, i když má 10 jader, stále zůstane 1 GHz a nestane se 10 GHz.

Faktem je, že každé jádro plní svou specifickou funkci a přebírá část celkové zátěže procesoru.

Stává se, že kvůli velkému počtu jader bude zařízení pracovat ještě pomaleji, protože sběrnice, která je spojuje, nemůže vydržet zatížení kvůli špatné kvalitě. I když se to stává velmi zřídka.

To lze ilustrovat na jednoduchý příklad. Pokud jdou 4 lidé po silnici rychlostí 4 km/h, neznamená to, že všichni společně jdou rychlostí 16 km/h (4*4).

Všechny se pohybují rychlostí 4 km/h.

Pokud máte nějaké dotazy, zeptejte se jich v komentářích. Rádi odpovíme!

Frekvence hodin je pak nejznámějším parametrem. Proto je nutné tento pojem konkrétně chápat. Také v rámci tohoto článku budeme diskutovat pochopení rychlosti hodin vícejádrových procesorů, protože existují zajímavé nuance, které ne každý zná a bere v úvahu.

Po poměrně dlouhou dobu se vývojáři spoléhali konkrétně na zvýšení taktovací frekvence, ale postupem času se „móda“ změnila a většina vývoje směřuje k vytvoření pokročilejší architektury, zvýšení mezipaměti a vývoji více jader, ale nikdo zapomene na frekvenci.

Jaká je frekvence procesoru?

Nejprve musíte pochopit definici „hodinové frekvence“. Rychlost hodin nám říká, kolik výpočtů může procesor provést za jednotku času. Čím vyšší je frekvence, tím více operací může procesor provést za jednotku času. Takt moderních procesorů je obecně 1,0-4 GHz. Určuje se vynásobením vnější nebo základní frekvence určitým koeficientem. Například, procesor Intel Core i7 920 využívá rychlost sběrnice 133 MHz a násobič 20, což má za následek takt 2660 MHz.

Frekvenci procesoru lze doma zvýšit přetaktováním procesoru. Existují speciální modely procesorů od AMD a Intel, které jsou zaměřeny na přetaktování samotným výrobcem, například Black Edition od AMD a řada K od Intelu.

Rád bych poznamenal, že při nákupu procesoru by frekvence neměla být rozhodujícím faktorem při výběru, protože na ní závisí pouze část výkonu procesoru.

Pochopení rychlosti hodin (vícejádrové procesory)

Nyní téměř ve všech segmentech trhu již nezbývají jednojádrové procesory. Je to logické, protože IT průmysl nestojí na místě, ale neustále se posouvá kupředu mílovými kroky. Proto musíte jasně pochopit, jak se frekvence vypočítává pro procesory, které mají dvě nebo více jader.

Při návštěvě mnoha počítačových fór jsem si všiml, že existuje běžná mylná představa o chápání (výpočtu) frekvencí vícejádrových procesorů. Ihned uvedu příklad této nesprávné úvahy: „Jsou 4 jaderný procesor s hodinovou frekvencí 3 GHz, takže její celková hodinová frekvence se bude rovnat: 4 x 3 GHz = 12 GHz, že?“ - Ne, tak ne.

Pokusím se vysvětlit, proč celkovou frekvenci procesoru nelze chápat jako: „počet jader X specifikovaná frekvence."

Uvedu příklad: „Chodec jde po silnici, jeho rychlost je 4 km/h. To je podobné jako u jednojádrového procesoru N GHz. Ale pokud jdou 4 chodci po silnici rychlostí 4 km/h, pak je to podobné jako u 4jádrového procesoru na N GHz. V případě chodců nepředpokládáme, že jejich rychlost bude 4x4 = 16 km/h, jednoduše řekneme: "4 chodci jdou rychlostí 4 km/h". Ze stejného důvodu neprovádíme žádné matematické operace s frekvencemi procesorových jader, ale jednoduše si pamatujeme, že 4jádrový procesor je N GHz má čtyři jádra, z nichž každé pracuje na frekvenci N GHz".

Takt procesoru - to je počet oscilací za určité časové období(v tomto případě - za sekundu). Pokud mluvíme o osobním počítači, pak je to pro něj ukazatel počtu operací, které může procesor provést za 1 sekundu. Pamatujte: čím vyšší je takt, tím vyšší je výkon počítače.

Jaké odrůdy existují?

To je zajímavé! Jednotka měření frekvence se nazývá „hertz“ a je pojmenována po legendárním německém fyzikovi Heinrichu Rudolfu Hertzovi, který v roce 1885 provedl unikátní experiment k potvrzení správnosti elektromagnetické teorie. Vědec dokázal, že světlo je druh elektromagnetického záření, které se šíří ve formě speciálních vln.

Odborníci rozlišují 2 typy hodinových frekvencí.

1. Externí (ovlivňuje výměnu dat mezi deskou paměť s náhodným přístupem a procesor).
2. Interní (ovlivňuje správnost a rychlost provozu uvnitř procesoru).

Dalším zajímavým faktem je, že až do roku 1992 se tyto dva ukazatele zpravidla shodovaly a pouze v důsledku zavedení nových technologií odborníky ze známé společnosti Intel byla interní frekvence zvýšena 2krát ve srovnání s vnější. Příkladem takového úspěchu byl v té době unikátní procesor 80486DX2. Výrobce představil veřejnosti 2 typy takového procesoru: jeden je méně výkonný (25/50 MHz), druhý je s vyšším výkonem (33/66 MHz). Tento vynález dal vážný impuls, a to i dalším výrobcům, a ti začali aktivně vyvíjet a vyrábět procesory s výrazně větším výkonem.

Tomu se vyplatí věnovat pozornost důležitý bod: Takt procesoru není jediným kritériem pro hodnocení rychlosti a výkonu počítače. Také je třeba vzít v úvahu velikost vyrovnávací paměti a . Některé procesory nejnovější generace používají speciální systém, který je zodpovědný za automatické zvyšování hodinové frekvence procesorových jader. Pokud jste tedy aktivním hráčem a nedovedete si představit svůj život bez každodenního ponoření se do fascinujícího světa komplexních her, jak dějově, tak graficky, pak potřebujete. Pro klasickou kancelářskou práci se ale hodí i moderní PC.

Jak se určuje hodinová frekvence?

Jak je známo, kmitání hodin se vytváří v důsledku působení křemenného krystalu umístěného ve speciální nádobě. Toto zařízení se nazývá „hodinový rezonátor“. Krystal začne pracovat až po přivedení napětí a rozkmitání elektrického proudu. Dále jsou tyto oscilace přiváděny do generátoru hodin, v důsledku čehož jsou oscilace elektrického proudu převedeny na impulsy a jsou již přenášeny na datové sběrnice.

Pamatujte, že je to generátor hodin, který je zodpovědný za požadovaný takt všech komponent PC, včetně sběrnic, RAM a samozřejmě centrálního procesoru. Pokud generátor hodin pracuje správně, všechny komponenty budou fungovat co možná nejsynchronněji a plynule.
Existuje také něco jako perioda hodin.

Perioda hodin je minimální jednotka, kterou se měří provozní doba procesoru.

Zvýšení frekvence přetaktováním

Při interakci s deskou RAM procesor obvykle stráví více než jeden hodinový cyklus. Tento ukazatel lze zvýšit uměle, tedy v důsledku tzv.“, ale když jste si vybrali tuto cestu, musíte o některých vědět omezení:

• procesor se spustí spotřebují výrazně více energie, a instalovaný a provozovaný napájecí zdroj nemusí být schopen se s tímto bodem vyrovnat, takže stojí za to zakoupit efektivnější model;
• v důsledku „přetaktování“ se množství energie emitované krystalem zvyšuje, to znamená, že jak on, tak i další komponenty budou rychleji zahřát(pouze účinný chladicí systém pomůže vyrovnat se s následky přehřátí);
• Pokud se objem dodávané elektřiny zvýší, problémy jistě nastanou. elektromagnetické rušení, zejména při provozu datových sběrnic (to může vést ke snížení objemu přenášených dat).

Jak zjistit frekvenci procesoru vašeho počítače?

Existují čtyři hlavní způsoby, jak zjistit rychlost hodin a tím určit výkon počítače:

1. Prohlédněte si dokumentaci dodanou výrobcem spolu s počítačem nebo notebookem. V technickém listu musí být uveden typ procesoru a jeho taktovací frekvence. Pokud u zadaného modelu procesoru není žádný nápis týkající se taktovací frekvence, můžete to zjistit zadáním libovolného vyhledávač název procesoru, model notebooku atd.
2. Taktovací frekvenci zjistíte přečtením vlastností vašeho PC systému. co musím udělat? Nejprve přejděte na „Ovládací panely“; za druhé přejděte do části „Vlastnosti systému“.. Tato část zobrazuje ukazatele výkonu počítače, včetně rychlosti hodin.
3. Můžete využít příležitostí, ke kterým se dostanete dodržením několika jednoduchých pravidel (pro osobní počítače jsou stejná, pro notebooky se liší). Hlavní věc je stisknout jedno „kouzelné“ tlačítko (například Del, Esc nebo F12) před spuštěním systému.
4. Nainstalujte si do počítače utilitu CPU-Z, která je zcela zdarma a jejím hlavním účelem je pomoci uživateli zjistit vše, co potřebuje Obsahuje informace o procesoru, včetně jeho výkonu a taktu.

Takže už víte, jaká je rychlost hodin osobní počítač nebo notebook, jaký význam mají tyto ukazatele pro rychlost zařízení, víte, jak určit frekvenci, a doufáme, že vám tyto informace pomohou stát se ještě profesionálnějším a úspěšnějším uživatelem PC.

Historicky je taktovací frekvence procesoru hlavním ukazatelem rychlosti počítače a svého času i nevzdělaný člověk, který nevěděl, jak se liší optický disk od diskety, mohl s jistotou říci, že čím více gigahertzů v počítači , tím lépe a nikdo bych se s ním nehádal. Dnes, uprostřed počítačové éry, tento druh módy pominul a vývojáři se snaží směřovat k vytvoření pokročilejší architektury, zvýšení množství vyrovnávací paměti a počtu jader procesoru, ale takt je „královnou “ charakteristik. V obecném smyslu se jedná o počet základních operací (cyklů), které může procesor provést za sekundu času.

Z toho vyplývá, že čím vyšší je takt procesoru, tím více základních operací může počítač provádět, a tedy i rychleji pracuje.

Takt pokročilých procesorů se pohybuje od dvou do čtyř gigahertzů. Určuje se vynásobením frekvence sběrnice procesoru určitým faktorem. Například Core i7 používá x20 násobič a má frekvenci sběrnice 133 MHz, což má za následek takt procesoru 2660 MHz.

Moderní a jádra

Navzdory skutečnosti, že „multi-core“ bylo dříve novinkou, dnes na trhu prakticky žádné jednojádrové procesory nezůstaly. A na tom není nic překvapivého, protože počítačový průmysl nestojí na místě.

Proto byste měli jasně pochopit, jak se u procesorů se dvěma nebo více jádry počítá takt.

Stojí za zmínku, že existuje běžná mylná představa o výpočtu frekvence pro takové procesory. Například: „Mám dvoujádrový procesor s taktovací frekvencí 1,8 GHz, takže jeho celková frekvence bude 2 x 1,8 GHz = 3,6 GHz, správně?“ Ne, to je špatně. Počet jader bohužel nijak neovlivňuje výsledný takt, pokud váš procesor běžel na frekvenci 3 GHz, bude to tak fungovat, ale s větším počtem jader se jeho zdroje zvýší a to , zase výrazně zvýší výkon.

Neměli bychom také zapomínat, že u moderního procesoru je zvláště důležité množství vyrovnávací paměti. Jedná se o nejrychlejší počítačovou paměť, která duplikuje pracovní informace, které vyžadují více rychlý přístup v daném časovém okamžiku.

Vzhledem k tomu, že je to velmi drahé a pracné na výrobu, jsou jeho hodnoty relativně malé, ale tyto ukazatele stačí ke zvýšení výkonu celého systému beze změny parametrů, jako je rychlost hodin.

Maximální takt procesoru a přetaktování

Bez ohledu na to, jak dobrý je váš počítač, jednoho dne bude zastaralý. Ale nespěchejte ho vyhodit do koše a běžte do nejbližšího obchodu s elektronikou s otevřenou peněženkou. Většina moderních procesorů a grafických karet poskytuje další (kromě továrního) přetaktování a má dobrý systém chlazení, můžete zvýšit úroveň jmenovité frekvence o 200-300 GHz. Pro nadšence extrémních sportů a milovníky velkých čísel je tu také „přetaktování“, které vybízí k tomu, abyste ze svého vybavení vymáčkli maximum. Mnoho lidí zapojených do takto nebezpečné práce může snadno přetaktovat jednojádrový procesor na 6-7 GHz a někteří dokonce nastaví rekordy na 8,2 GHz.