Frekvencia procesora a jej správne pochopenie. Aká je rýchlosť hodín procesora S rýchlosťou hodín 1 7

V čase, keď Mobilné telefóny boli hrubé a čiernobiele, procesory boli jednojadrové a gigahertz sa zdali byť neprekonateľnou latkou (pred 20 rokmi), jedinou charakteristikou na porovnanie výkonu procesora bola frekvencia hodín. O desaťročie neskôr bol druhou dôležitou charakteristikou počet jadier. Dnešný smartfón s hrúbkou menej ako centimeter obsahuje viac jadier a má vyšší takt ako jednoduché PC tých rokov. Pokúsme sa zistiť, čo ovplyvňuje rýchlosť procesora.

Frekvencia procesora ovplyvňuje rýchlosť spínania tranzistorov procesora (a vo vnútri čipu sú ich stovky miliónov). Meria sa v počte prepnutí za sekundu a vyjadruje sa v miliónoch alebo miliardách hertzov (megahertz alebo gigahertz). Jeden hertz je jedno prepnutie tranzistorov procesora za sekundu, teda jeden gigahertz je jedna miliarda takýchto prepnutí za rovnaký čas. V jednom prepínači, zjednodušene povedané, jadro vykoná jednu matematickú operáciu.

Podľa zaužívanej logiky môžeme dospieť k záveru, že čím vyššia frekvencia, tým rýchlejšie spínajú tranzistory v jadrách, tým rýchlejšie sa problémy riešia. To je dôvod, prečo v minulosti, keď bola väčšina procesorov v podstate vylepšená Intel x86, architektonické rozdiely boli minimálne a bolo jasné, že čím vyššia je frekvencia hodín, tým rýchlejšie sú výpočty. Časom sa však všetko zmenilo.

Je možné porovnať frekvencie rôznych procesorov?

V 21. storočí vývojári naučili svoje procesory spracovať nielen jednu inštrukciu na takt, ale viac. Preto procesory s rovnakou frekvenciou hodín, ale založené na rôznych architektúrach, produkujú rôzne úrovne výkonu. Intel Core i5 2 GHz a Qualcomm Snapdragon 625 2 GHz sú rôzne veci. Dvojka má síce viac jadier, no v ťažkých úlohách bude slabšia. Preto sa nedá porovnávať frekvencia rôznych typov jadier, dôležité je brať do úvahy aj špecifický výkon (počet vykonaní inštrukcie za takt).

Ak nakreslíme analógiu s automobilmi, tak hodinová frekvencia je rýchlosť v km/h a špecifická produktivita je nosnosť v kg. Ak v blízkosti jazdí auto (procesor ARM pre smartfón) a sklápač (čip x86 pre PC), potom pri rovnakej rýchlosti auto prepraví niekoľko stoviek kíl naraz a kamión odvezie niekoľko ton . Ak hovoríme o odlišné typy jadrá špeciálne pre smartfóny (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) – to všetko sú osobné autá, ale s rôznymi kapacitami. Preto tu rozdiel nebude taký obrovský, ale stále významný.

Porovnávať môžete iba frekvencie jadier na rovnakej architektúre. Napríklad MediaTek MT6750 a Qualcomm Sanapdragon 625 obsahujú 8 jadier Cortex A53. Ale MTK má frekvenciu až 1,5 GHz a Qualcomm má frekvenciu 2 GHz. V dôsledku toho bude druhý procesor pracovať približne o 33 % rýchlejšie. Ale Qualcomm Snapdragon 652, hoci má frekvenciu až 1,8 GHz, je rýchlejší ako model 625, pretože používa výkonnejšie jadrá Cortex A72.

Čo robí vysoká frekvencia procesora v smartfóne?

Ako sme už zistili, čím vyššia je frekvencia hodín, tým rýchlejšie procesor beží. V dôsledku toho bude výkon smartfónu s vyššou frekvenciou čipsetu vyšší. Ak jeden procesor smartfónu obsahuje 4 jadrá Kryo na 2 GHz a druhý obsahuje 4 rovnaké jadrá Kryo na 3 GHz, potom druhý bude asi 1,5-krát rýchlejší. To urýchli spúšťanie aplikácií, skráti čas spúšťania, umožní rýchlejšie spracovanie ťažkých stránok v prehliadači atď.

Pri výbere smartfónu s vysoké frekvencie procesor, mali by ste tiež pamätať na to, že čím sú vyššie, tým väčšia je spotreba energie. Ak teda výrobca zvýšil viac gigahertzov, ale neoptimalizoval zariadenie správne, môže sa prehriať a prejsť do „škrtenia“ (vynútené resetovanie frekvencií). Takouto nevýhodou kedysi trpel napríklad Qualcomm Snapdragon 810.

Tiež sa vám bude páčiť:

Všetko, čo potrebujete vedieť o architektúre big.LITTLE a jej fungovaní v smartfónoch
Čo je architektúra procesora, čo to je a čo sa používa v smartfónoch

Ako viete, rýchlosť hodín procesora je počet operácií vykonaných za jednotku času, v tomto prípade za sekundu.

Táto definícia ale nestačí na úplné pochopenie toho, čo tento pojem vlastne znamená a aký význam má pre nás, bežných používateľov.

Na internete nájdete veľa článkov na túto tému, ale všetkým niečo chýba.

Toto „niečo“ je častejšie kľúčom, ktorý môže otvoriť dvere k porozumeniu.

Preto sme sa pokúsili zozbierať všetky základné informácie, ako keby to bola skladačka, a poskladať ich do jedného celistvého obrazu.

Obsah:

Podrobná definícia

Rýchlosť hodín je teda počet operácií, ktoré môže procesor vykonať za sekundu. Táto hodnota sa meria v Hertzoch.

Táto jednotka merania je pomenovaná po slávnom vedcovi, ktorý robil experimenty zamerané na štúdium periodických, to znamená opakujúcich sa procesov.

Čo má Hertz spoločné s operáciami za sekundu?

Táto otázka vyvstáva pri čítaní väčšiny článkov u ľudí, ktorí sa fyzike v škole príliš neučili (možno nie vlastnou vinou).

Faktom je, že táto jednotka presne označuje frekvenciu, to znamená počet opakovaní týchto rovnakých periodických procesov za sekundu.

Umožňuje merať nielen počet operácií, ale aj rôzne iné ukazovatele. Napríklad, ak urobíte 3 vstupy za sekundu, potom je vaša frekvencia dýchania 3 Hz.

Pokiaľ ide o procesory, možno tu vykonávať rôzne operácie, ktoré sa scvrkávajú na výpočet určitých parametrov.

V skutočnosti sa počet výpočtov týchto rovnakých parametrov za sekundu nazýva .

Také jednoduché!

V praxi sa pojem „Hertz“ používa veľmi zriedkavo, častejšie počujeme o megaHertz, kiloHertz atď. Tabuľka 1 ukazuje „dekódovanie“ týchto hodnôt.

Tabuľka 1. Označenia

Prvý a posledný sa v súčasnosti používajú veľmi zriedkavo.

To znamená, že ak počujete, že má 4 GHz, môže každú sekundu vykonať 4 miliardy operácií.

Vôbec nie! To je dnes priemer. Iste, veľmi skoro budeme počuť o modeloch s frekvenciou terahertz alebo aj viac.

Ako sa tvorí

Takže v ňom existujú nasledujúce zariadenia:

• hodinový rezonátor– je obyčajný kryštál kremeňa, uzavretý v špeciálnej ochrannej nádobe;
• generátor hodín– zariadenie, ktoré premieňa jeden typ vibrácií na iný;
• kovový kryt;
• dátová zbernica;
• textolitový substrát, ku ktorému sú pripojené všetky ostatné zariadenia.

Takže kryštál kremeňa, to znamená hodinový rezonátor, vytvára oscilácie v dôsledku dodávky napätia. V dôsledku toho sa vytvárajú oscilácie elektrického prúdu.

K substrátu je pripojený generátor hodín, ktorý konvertuje elektrické vibrácie do impulzov.

Prenášajú sa na dátové zbernice, a tak sa výsledok výpočtov dostane k užívateľovi.

Presne takto sa získava hodinová frekvencia.

Je zaujímavé, že vo vzťahu k tomuto pojmu existuje veľké množstvo mylné predstavy, najmä pokiaľ ide o spojenie medzi jadrami a frekvenciou. Preto aj toto stojí za reč.

Ako súvisí frekvencia s jadrami

Jadrom je v skutočnosti procesor. Máme tým na mysli samotný kryštál, ktorý núti celé zariadenie vykonávať určité operácie.

To znamená, že ak má konkrétny model dve jadrá, znamená to, že obsahuje dva kryštály, ktoré sú navzájom spojené pomocou špeciálnej zbernice.

Podľa všeobecnej mylnej predstavy platí, že čím viac jadier, tým vyššia frekvencia. Nie nadarmo sa do nich vývojári snažia vtesnať čoraz viac jadier. Ale to nie je pravda. Ak je to 1 GHz, aj keď má 10 jadier, stále zostane 1 GHz a nestane sa 10 GHz.

Faktom je, že každé jadro plní svoju špecifickú funkciu a preberá časť celkovej záťaže procesora.

Stáva sa, že kvôli veľkému počtu jadier bude zariadenie pracovať ešte pomalšie, pretože zbernica, ktorá ich spája, nemôže vydržať zaťaženie z dôvodu nízkej kvality. Aj keď sa to stáva veľmi zriedka.

To možno ilustrovať na jednoduchý príklad. Ak idú 4 ľudia po ceste rýchlosťou 4 km/h, neznamená to, že všetci spolu idú rýchlosťou 16 km/h (4*4).

Všetky sa pohybujú rýchlosťou 4 km/h.

Ak máte nejaké otázky, opýtajte sa ich v komentároch. Radi odpovieme!

Potom je frekvencia hodín najznámejším parametrom. Preto je potrebné tento pojem konkrétne pochopiť. V rámci tohto článku budeme tiež diskutovať pochopenie rýchlosti hodín viacjadrových procesorov, pretože existujú zaujímavé nuansy, ktoré nie každý pozná a zohľadňuje.

Vývojári sa pomerne dlho spoliehali konkrétne na zvýšenie taktovacej frekvencie, ale postupom času sa „móda“ zmenila a väčšina vývoja smeruje k vytvoreniu pokročilejšej architektúry, zvýšeniu vyrovnávacej pamäte a vývoju viacerých jadier, ale nikto zabudne na frekvenciu.

Aká je rýchlosť procesora?

Najprv musíte pochopiť definíciu „frekvencie hodín“. Rýchlosť hodín nám hovorí, koľko výpočtov dokáže procesor vykonať za jednotku času. Čím vyššia je frekvencia, tým viac operácií môže procesor vykonať za jednotku času. Frekvencia moderných procesorov je zvyčajne 1,0-4 GHz. Určuje sa vynásobením vonkajšej alebo základnej frekvencie určitým koeficientom. Napríklad, procesor Intel Core i7 920 využíva rýchlosť zbernice 133 MHz a násobič 20, výsledkom čoho je taktovanie 2660 MHz.

Frekvencia procesora sa dá doma zvýšiť pretaktovaním procesora. Existujú špeciálne modely procesorov od AMD a Intel, ktoré sú zamerané na pretaktovanie samotným výrobcom, napríklad Black Edition od AMD a rad K-series od Intelu.

Chcel by som poznamenať, že pri kúpe procesora by frekvencia nemala byť rozhodujúcim faktorom pri výbere, pretože od nej závisí iba časť výkonu procesora.

Pochopenie rýchlosti hodín (viacjadrové procesory)

Teraz už takmer vo všetkých segmentoch trhu nezostali jednojadrové procesory. Je to logické, pretože IT priemysel nestojí na mieste, ale neustále napreduje míľovými krokmi. Preto musíte jasne pochopiť, ako sa frekvencia vypočítava pre procesory, ktoré majú dve alebo viac jadier.

Pri návšteve mnohých počítačových fór som si všimol, že existuje všeobecná mylná predstava o chápaní (výpočte) frekvencií viacjadrových procesorov. Okamžite uvediem príklad tohto nesprávneho uvažovania: „Sú 4 jadrový procesor s hodinovou frekvenciou 3 GHz, takže jej celková hodinová frekvencia sa bude rovnať: 4 x 3 GHz = 12 GHz, však?“ - Nie, nie.

Pokúsim sa vysvetliť, prečo nemožno celkovú frekvenciu procesora chápať ako: „počet jadier Xšpecifikovaná frekvencia“.

Uvediem príklad: „Chodec ide po ceste, jeho rýchlosť je 4 km/h. Je to podobné ako pri zapnutom jednojadrovom procesore N GHz. Ale ak 4 chodci idú po ceste rýchlosťou 4 km/h, tak je to podobné ako na 4-jadrovom procesore na N GHz. V prípade chodcov nepredpokladáme, že ich rýchlosť bude 4x4 = 16 km/h, jednoducho povieme: "4 chodci idú rýchlosťou 4 km/h". Z rovnakého dôvodu nevykonávame žiadne matematické operácie s frekvenciami jadier procesora, ale jednoducho si pamätajte, že 4-jadrový procesor je N GHz má štyri jadrá, z ktorých každé pracuje na frekvencii N GHz".

Rýchlosť hodín procesora - je to počet oscilácií za určité časové obdobie(v tomto prípade - za sekundu). Ak hovoríme o osobnom počítači, potom je to ukazovateľ počtu operácií, ktoré môže procesor vykonať za 1 sekundu. Pamätajte: čím vyššia je rýchlosť hodín, tým vyšší je výkon počítača.

Aké odrody existujú?

Toto je zaujímavé! Jednotka merania frekvencie sa nazýva „hertz“ a je pomenovaná po legendárnom nemeckom fyzikovi Heinrichovi Rudolfovi Hertzovi, ktorý v roku 1885 vykonal jedinečný experiment na potvrdenie správnosti elektromagnetickej teórie. Vedec dokázal, že svetlo je typ elektromagnetického žiarenia, ktoré sa šíri vo forme špeciálnych vĺn.

Odborníci rozlišujú 2 typy hodinových frekvencií.

1. Externé (ovplyvňuje výmenu údajov medzi doskou Náhodný vstup do pamäťe a procesor).
2. Interné (ovplyvňuje správnosť a rýchlosť činnosti vnútri procesora).

Ďalšou zaujímavosťou je, že do roku 1992 sa tieto dva ukazovatele spravidla zhodovali a iba v dôsledku zavedenia nových technológií odborníkmi zo známej spoločnosti Intel sa vnútorná frekvencia zvýšila dvakrát v porovnaní s vonkajší. Príkladom takéhoto počinu bol v tej dobe unikátny procesor 80486DX2. Výrobca predstavil verejnosti 2 typy takéhoto procesora: jeden je menej výkonný (25/50 MHz), druhý je s vyšším výkonom (33/66 MHz). Tento vynález dal vážny impulz, a to aj iným výrobcom, a začali aktívne vyvíjať a vyrábať procesory s výrazne vyšším výkonom.

Tomuto sa oplatí venovať pozornosť dôležitý bod: Frekvencia procesora nie je jediným kritériom na hodnotenie rýchlosti a výkonu počítača. Treba brať do úvahy aj veľkosť vyrovnávacej pamäte a . Niektoré procesory najnovšej generácie používajú špeciálny systém, ktorý je zodpovedný za automatické zvyšovanie frekvencie hodín procesorových jadier. Ak ste teda aktívnym hráčom a neviete si predstaviť svoj život bez každodenného ponorenia sa do fascinujúceho sveta zložitých hier, a to z hľadiska deja aj grafiky, potom potrebujete. Ale na klasickú kancelársku prácu sa hodí aj moderné PC.

Ako sa určuje frekvencia hodín?

Ako je známe, oscilácie hodín sa vytvárajú v dôsledku pôsobenia kremenného kryštálu umiestneného v špeciálnej nádobe. Toto zariadenie sa nazýva „hodinový rezonátor“. Kryštál začne pracovať až po privedení napätia a rozkmitaní elektrického prúdu. Ďalej sú tieto oscilácie privádzané do generátora hodín, v dôsledku čoho sa oscilácie elektrického prúdu premieňajú na impulzy a sú už prenášané do dátových zberníc.

Nezabudnite, že práve generátor hodín je zodpovedný za požadovaný takt všetkých komponentov PC, vrátane zberníc, RAM a samozrejme centrálneho procesora. Ak generátor hodín funguje správne, všetky komponenty budú fungovať čo najsynchrónnejšie a najplynulejšie.
Existuje aj taká vec ako hodinová perióda.

Obdobie hodín je minimálna jednotka, ktorou sa meria prevádzkový čas procesora.

Zvýšenie frekvencie pretaktovaním

Pri interakcii s doskou RAM procesor zvyčajne strávi viac ako jeden cyklus hodín. Tento ukazovateľ je možné zvýšiť umelo, to znamená v dôsledku tzv.“, ale keď ste si vybrali túto cestu, musíte o niektorých vedieť obmedzenia:

• procesor sa spustí spotrebuje podstatne viac energie, a nainštalovaný a prevádzkovaný napájací zdroj sa s týmto bodom nemusí vyrovnať, takže stojí za to zakúpiť efektívnejší model;
• v dôsledku „pretaktovania“ sa množstvo energie vyžarovanej kryštálom zvyšuje, to znamená, že on aj ostatné komponenty budú rýchlejšie zahriať(iba účinný chladiaci systém pomôže vyrovnať sa s následkami prehriatia);
• Ak sa objem dodávanej elektriny zvýši, určite nastanú problémy. elektromagnetické rušenie, najmä pri prevádzke dátových zberníc (môže to viesť k zníženiu objemu prenášaných dát).

Ako zistiť frekvenciu procesora vášho počítača?

Existujú štyri hlavné spôsoby, ako zistiť rýchlosť hodín a tým určiť výkon počítača:

1. Pozrite si dokumentáciu poskytnutú výrobcom spolu s počítačom alebo prenosným počítačom. V technickom liste musí byť uvedený typ procesora a jeho taktovacia frekvencia. Ak sa vedľa zadaného modelu procesora nenachádza žiadny nápis týkajúci sa frekvencie hodín, môžete to zistiť zadaním ľubovoľného vyhľadávač názov procesora, model notebooku atď.
2. Frekvenciu hodín zistíte prečítaním vlastností vášho PC systému. Čo mám urobiť? Najprv prejdite na „Ovládací panel“; po druhé, prejdite do časti „Vlastnosti systému“.. Táto časť zobrazuje ukazovatele výkonu počítača vrátane rýchlosti hodín.
3. Môžete využiť príležitosti, ku ktorým sa dostanete dodržiavaním niekoľkých jednoduchých pravidiel (pre osobné počítače sú rovnaké, pre notebooky sú odlišné). Hlavná vec je stlačiť jedno „magické“ tlačidlo (napríklad Del, Esc alebo F12) pred spustením systému.
4. Nainštalujte si do počítača utilitu CPU-Z, ktorá je úplne zadarmo a jej hlavným účelom je pomôcť používateľovi zistiť všetko, čo potrebuje Obsahuje informácie o procesore vrátane jeho výkonu a taktu.

Takže už viete, čo je rýchlosť hodín osobný počítač alebo notebooku, aký význam majú tieto ukazovatele pre rýchlosť zariadenia, viete určiť frekvenciu a dúfame, že vám tieto informácie pomôžu stať sa ešte profesionálnejším a úspešnejším používateľom PC.

Historicky je hodinová frekvencia procesora hlavným ukazovateľom rýchlosti počítača a svojho času aj nevzdelaný človek, ktorý nevedel, ako sa líši optický disk od diskety, mohol s istotou povedať, že čím viac gigahertzov v počítači , tým lepšie a nikto by som sa s ním nehádal. Dnes, uprostred počítačovej éry, tento druh módy pominul a vývojári sa snažia posunúť sa smerom k vytvoreniu pokročilejšej architektúry, zvyšovaniu množstva vyrovnávacej pamäte a počtu jadier procesora, ale rýchlosť hodín je „kráľovnou“. “ charakteristík. Vo všeobecnom zmysle ide o počet základných operácií (cyklov), ktoré môže procesor vykonať za sekundu času.

Z toho vyplýva, že čím vyššia je rýchlosť procesora, tým viac základných operácií môže počítač vykonávať, a teda pracuje rýchlejšie.

Taktovací frekvencia pokročilých procesorov sa pohybuje od dvoch do štyroch gigahertzov. Určuje sa vynásobením frekvencie zbernice procesora určitým faktorom. Napríklad Core i7 používa x20 násobič a má frekvenciu zbernice 133 MHz, výsledkom čoho je taktovanie procesora 2660 MHz.

Moderné a jadrá

Napriek tomu, že „viacjadrové“ boli predtým novinkou, dnes na trhu prakticky nezostali žiadne jednojadrové procesory. A v tomto nie je nič prekvapujúce, pretože počítačový priemysel nestojí na mieste.

Preto by ste mali jasne pochopiť, ako sa počíta rýchlosť hodín pre procesory s dvoma alebo viacerými jadrami.

Stojí za to povedať, že existuje všeobecná mylná predstava o výpočte frekvencie pre takéto procesory. Napríklad: „Mám dvojjadrový procesor s taktovacou frekvenciou 1,8 GHz, takže jeho celková frekvencia bude 2 x 1,8 GHz = 3,6 GHz, správne? Nie, to je nesprávne. Počet jadier bohužiaľ nijako neovplyvňuje výsledný takt, ak váš procesor bežal na frekvencii 3 GHz, bude to tak fungovať, no pri väčšom počte jadier sa jeho zdroje zvýšia a to , zase výrazne zvýši výkon.

Nemali by sme zabúdať ani na to, že pre moderný procesor je obzvlášť dôležité množstvo vyrovnávacej pamäte. Toto je najrýchlejšia počítačová pamäť, ktorá duplikuje pracovné informácie, ktoré vyžadujú viac rýchly prístup v danom časovom okamihu.

Keďže je to veľmi drahé a náročné na prácu, jeho hodnoty sú relatívne malé, ale tieto ukazovatele stačia na zvýšenie výkonu celého systému bez zmeny parametrov, ako je rýchlosť hodín.

Maximálna rýchlosť procesora a pretaktovanie

Bez ohľadu na to, aký dobrý je váš počítač, jedného dňa bude zastaraný. Neponáhľajte sa ho však vyhodiť do koša a s otvorenou peňaženkou utekajte do najbližšieho obchodu s elektronikou. Väčšina moderných procesorov a grafických kariet poskytuje dodatočné (okrem továrenského) pretaktovanie a má dobrý systém chladenie, môžete zvýšiť úroveň nominálnej frekvencie o 200-300 GHz. Pre nadšencov extrémnych športov a milovníkov veľkých čísel je tu aj „overclocking“, ktorý vás nabáda vyžmýkať zo svojho vybavenia maximum. Mnoho ľudí zapojených do takejto nebezpečnej práce dokáže bez problémov pretaktovať jednojadrový procesor na 6-7 GHz a niektorí dosahujú rekordy aj na 8,2 GHz.