Klokkehastigheden for moderne computere måles. Hvad er processorens clockhastighed, og hvad skal det være?

CPU – central processorenhed eller central processorenhed. Det er et integreret kredsløb, der udfører maskininstruktioner. Udvendigt ligner en moderne CPU en lille blok på omkring 4-5 cm i størrelse med stiftkontakter i bunden. Selvom det er sædvanligt at kalde denne blok, er selve det integrerede kredsløb placeret inde i denne pakke og er en siliciumkrystal, som elektroniske komponenter påføres ved hjælp af litografi.

Toppen af ​​CPU-huset tjener til at sprede den varme, der genereres af milliarder af transistorer. På bunden er der kontakter, der er nødvendige for at forbinde chippen til bundkortet ved hjælp af et stik - et specifikt stik. CPU'en er den mest kraftfulde del af computeren.

Urfrekvens som en vigtig parameter for processordrift, og hvad den påvirker

En processors ydeevne måles normalt ved dens clockhastighed. Dette er antallet af operationer eller clock-cyklusser, som CPU'en kan udføre på et sekund. I bund og grund den tid, det tager processoren at behandle information. Fangsten er, at forskellige CPU-arkitekturer og -design kan udføre operationer i et forskelligt antal clock-cyklusser. Det vil sige, at en CPU til en bestemt opgave kan have brug for en clock-cyklus og en anden - 4. Således kan den første vise sig at være mere effektiv med en værdi på 200 MHz i forhold til den anden med en værdi på 600 MHz.

Det vil sige, at clock-frekvensen faktisk ikke helt bestemmer processorens ydeevne, som normalt er placeret af mange som sådan. Men vi er vant til at vurdere det ud fra mere eller mindre fastlagte normer. For eksempel for moderne modeller er det faktiske antal i tal fra 2,5 til 3,7 GHz, og ofte højere. Naturligvis, jo højere værdi, jo bedre. Det betyder dog ikke, at der ikke findes en processor på markedet med en lavere frekvens, men som fungerer meget mere effektivt.

Funktionsprincip for en urgenerator

Alle pc-komponenter fungerer ved forskellige hastigheder. For eksempel kan systembussen være 100 MHz, CPU'en kan være 2,8 GHz, og RAM kan være 800 MHz. Basislinjen for systemet indstilles af urgeneratoren.

Oftest bruger moderne computere en programmerbar generationschip, som bestemmer værdien for hver komponent separat. Funktionsprincippet for den enkleste urimpulsgenerator er at generere elektriske impulser med et bestemt tidsinterval. Det mest oplagte eksempel på brug af en generator er et elektronisk ur. Ved at tælle flåter dannes sekunder, hvorfra der dannes minutter og derefter timer. Vi vil tale om, hvad Gigahertz, Megahertz osv. er lidt senere.

Hvordan hastigheden på en computer og bærbar computer afhænger af clockfrekvensen

Processorfrekvensen er ansvarlig for antallet af clock-cyklusser, en computer kan udføre på et sekund, hvilket igen afspejler ydeevnen. Glem dog ikke, at forskellige arkitekturer bruger forskelligt antal urcyklusser til at løse et problem. Det vil sige, at "måling af indikatorer" er relevant inden for mindst én klasse af processorer.

Hvad påvirkes af clockhastigheden for en enkeltkerneprocessor i en computer og bærbar?

Single-core CPU'er findes sjældent i naturen længere. Men du kan bruge dem som eksempel. Én processorkerne indeholder mindst en aritmetisk-logisk enhed, et sæt registre, et par cache-niveauer og en coprocessor.

Frekvensen, hvormed alle disse komponenter udfører deres opgaver, påvirker direkte CPU'ens overordnede ydeevne. Men igen med en relativt ens arkitektur og kommandoudførelsesmekanisme.

Hvad påvirkes af antallet af kerner i en bærbar computer?

CPU-kernerne hænger ikke sammen. Det vil sige, at hvis 4 kerner opererer ved 2 GHz, betyder det ikke, at deres samlede værdi er 8 GHz. Fordi opgaver i multi-core arkitekturer udføres parallelt. Det vil sige, at et bestemt sæt kommandoer distribueres til kernerne i dele, og efter hver udførelse genereres et fælles svar.

På den måde kan en bestemt opgave løses hurtigere. Hele problemet er, at ikke al software kan arbejde med flere tråde på samme tid. Det vil sige, at indtil nu bruger de fleste applikationer faktisk kun én kerne. Der er selvfølgelig mekanismer på operativsystemniveau, der kan parallelisere opgaver på tværs af forskellige kerner, for eksempel indlæser en applikation en kerne, en anden indlæser en anden osv. Men dette kræver også systemressourcer. Men generelt fungerer optimerede programmer og spil meget bedre på multi-core systemer.

Hvordan måles processorens clockhastighed?

Måleenheden Hertz angiver normalt antallet af gange, der udføres periodiske processer på et sekund. Dette blev den ideelle løsning til de enheder, hvori processorens clockfrekvens skal måles. Nu begyndte arbejdet for alle chips at blive målt i Hertz. Nå, nu er det GHz. Giga er et præfiks, der angiver, at det indeholder 1000000000 Hertz. Gennem pc'ernes historie har set-top-bokse ændret sig ofte - KHz, derefter MHz, og nu er GHz det mest relevante. I CPU-specifikationer kan du også finde engelske forkortelser - MHz eller GHz. Sådanne præfikser betyder det samme som på kyrillisk.

Sådan finder du ud af processorfrekvensen på din computer

Til Windows-operativsystemet er der flere enkle metoder, både standard og ved hjælp af tredjepartsprogrammer. Det enkleste og mest oplagte er at højreklikke på "Denne computer"-ikonet og gå til dets egenskaber. Ved siden af ​​navnet på CPU'en og dens karakteristika vil dens frekvens blive angivet.

Fra tredjepartsløsninger kan du bruge det lille, men velkendte CPU-Z-program. Du skal bare downloade, installere og køre den. I hovedvinduet vil den vise den aktuelle klokkehastighed. Ud over disse data viser den en masse andre nyttige oplysninger.

CPU-Z program

Måder at øge produktiviteten

For at gøre det, er der to hovedmåder: øge multiplikatoren og systembusfrekvensen. Multiplikatoren er en koefficient, der viser forholdet mellem basisprocessorens frekvens og basissystembussen.

Den er fabriksindstillet og kan enten låses eller låses op i slutenheden. Hvis det er muligt at ændre multiplikatoren, betyder det, at du kan øge frekvensen af ​​processoren uden at foretage ændringer i driften af ​​andre komponenter. Men i praksis giver denne tilgang ikke en effektiv stigning, da resten simpelthen ikke kan følge med CPU'en. Ændring af systembusindikatoren vil føre til en stigning i værdierne af alle komponenter: processor, RAM, nord- og sydbroer. Dette er den nemmeste og mest effektive måde at overclocke en computer på.

Du kan overclocke en pc som helhed ved at øge spændingen, hvilket vil øge hastigheden på CPU-transistorerne og samtidig dens frekvens. Men denne metode er ret kompliceret og farlig for begyndere. Det bruges hovedsageligt af folk med erfaring i overclocking og elektronik.

Processorens clockfrekvens er mængden af ​​behandlet information, det vil sige antallet af synkroniseringscyklusser pr. sekund. Klokkefrekvensen måles i MegaHertz (Mhz). Jo højere clockfrekvensen er, jo hurtigere kører programmer og spil, dvs. antallet af operationer, der udføres pr. sekund stiger, men systemer med samme clockfrekvens kan have forskellig ydeevne, da forskellige processorer kan kræve forskelligt antal opgaver til at udføre én operation

Ydeevne.

Ydeevne er effektiviteten af ​​den anvendte clock-frekvens. Jo hurtigere enheden forventes at udføre opgaver, jo flere hestekræfter kræves der under motorhjelmen. Moderne enheder giver stadigt højere videoopløsninger på skærme, millioner af farver (hundredetusindvis af lysstyrker) eller højkvalitetslyd. Derudover understøtter alle moderne enheder en grafisk brugergrænseflade (også kendt som GUI), som giver dig mulighed for at styre den ved at pege på det ønskede sted på skærmen og klikke med fingeren eller museknappen. Al denne skønhed kræver oprettelse, registrering og bevægelse af milliarder af nuller og ener i sekundet, det vil sige en hel del ydeevne.

Processor kerne.

En processorkerne er den del af processoren, der udfører en enkelt tråd af instruktioner. Single-core-processorer bruger pipelined clock-behandling, mens multi-core-processorer bruger parallel behandling. Med andre ord udfører multi-core processorer flere operationer samtidigt og udfører derved brugeropgaver hurtigere.

Energiforbrug.

En laveffektprocessor forlænger enhedens batterilevetid. "Kapløbet" om processorfrekvens og ydeevne har ført til et øget energiforbrug. Derfor begyndte virksomheder at installere energibesparende systemer, temperatursensorer, der giver beskyttelse mod overophedning og reducerer processorfrekvensen, når temperaturen stiger uacceptabelt, implementerer energibesparende tilstande på softwareniveau for at "sove" processoren og installerer også høj- kapacitet batterier.

VÆDDER.

RAM er en midlertidig hukommelse, der påvirker multitasking af enheden, hvor programmer, der er startet af brugeren, kører. RAM kaldes også "hjernen" på computeren, fordi det er der, det meste af arbejdet udføres. En stor mængde RAM giver dig mulighed for at køre flere programmer og spil på samme tid, og giver dig også mulighed for at fremskynde alle processer relateret til informationsbehandling.

Indbygget hukommelse.

Harddiskhukommelse er hukommelse, der er beregnet til at downloade og installere brugerfiler (programmer, applikationer, widgets, multimediefiler og spil). I enheder er det kendetegnet ved størrelsen af ​​harddisken (i nogle tilfælde bruges flash-hukommelse). Jo større volumen er, jo mere information kan gemmes. Disse enheder kan også have udvidelig hukommelse. Internet-tablets har en hukommelseskortplads til denne hukommelse. I bærbare computere og netbooks er der udover slotten stik til et aftageligt flashdrev eller harddisk.

Operativ system.

Et operativsystem er et sæt programmer, der bruger computerressourcer (processor, RAM og permanent hukommelse), hvis aktiviteter er rettet mod at udføre brugeropgaver. Operativsystemet kaldes også for alt udstyrs "elskerinde". Dens første funktion er at indikere, hvordan mikroprocessoren fungerer og administrere en stor mængde hukommelse. Operativsystemets anden funktion er at indeksere al information i den indbyggede hukommelse. Ydeevne afhænger af, hvilket system der er installeret på enheden. Tre operativsystemer er almindelige i Euroset-butikker: Windows på bærbare computere og netbooks og Android og iOS på internettablets.

Multitasking er evnen til at starte og køre flere programmer samtidigt. Multitasking er implementeret på styresystemniveau og giver dig mulighed for at optimere processer, øge driftshastigheden og øge komforten ved at bruge enheden.

Video kort.

Et videokort er en enhed til visning af video og grafik på en computer. Der er to typer videokort: integreret (indbygget) og diskret (aftageligt). Det diskrete kort er mere produktivt end integrerede analoger, hvilket gør det muligt at arbejde med komplekse grafikprogrammer (for eksempel 3D-MAX (3-D Max)) og høj ydeevne i spil.

Skærm.

Skærme adskiller sig i sådanne egenskaber som: diagonal, opløsning, billedformat og skærmdækning. Diagonalen kan variere fra 4 til 19 tommer (1 tomme svarer til 2,54 cm) for bærbare computere, netbooks og tablets. Opløsning er antallet af pixels, der vil udgøre billedet . Skærmopløsningen varierer fra 800x600 til 1366x768 pixels, hvilket giver dig mulighed for fuldt ud at nyde skønheden i din pauseskærm eller dine billeder. Netbooks har ofte en opløsning på 1024x600. Widescreen-skærme er ikke firkantede i form, men ser ud som et aflangt rektangel, som giver dig mulighed for at: bekvemt se WEB-sider og film i fuld længde.

Er skærmbelægningen mat eller blank?

Den matte belægning skaber ikke genskin på skærmen i dagslys, fingeraftryk er mindre synlige på den, og øjnene er mindre trætte.

Den blanke finish giver dog billedet mere lysstyrke og kontrast

Når direkte lys rammer skærmen, dæmpes billedet, og der kommer genskin.

Hvad er processorens clockhastighed? Hvad påvirker denne egenskab, og på hvilke måder kan den øges? Hvad er den maksimale processorhastighed? Vi vil undersøge disse spørgsmål i løbet af denne artikel.

Begrebet clock frekvens

Processorens clockhastighed er en af ​​de vigtigste parametre, der karakteriserer en personlig computer, såvel som alle andre enheder, der er bygget på dens princip. Det vil sige, at ikke kun personlige computere, men også bærbare computere, netbooks, ultrabooks, tablet-computere og smartphones har deres egen processor-clock-hastighed.

Processorens clockhastighed er en indstilling, der anvendes på de individuelle enheder, der udgør et computersystem. Mere specifikt taler vi om processoren. Faktisk afhænger meget af processorens clockhastighed, men dette er ikke den eneste detalje, der påvirker systemets drift.

Så for at forstå spørgsmålet om clockfrekvens, lad os først dykke lidt dybere ned i orddannelse. Hvad er "takt" og hvad har dette ord at gøre med vores sag? Et slag er intet andet end det tidsrum, der opstår mellem gentagelsen af ​​to impulser. Disse impulser er til gengæld skabt af en enhed kaldet en "urgenerator". I det væsentlige er dette en chip, der er ansvarlig for at generere den clockhastighed, der bruges af bundkortet og selve processoren. Det vil sige, at processorens clockfrekvens er den frekvens, som enheden fungerer ved.

Funktionsprincip for gasturbineenheden

Urgeneratoren skaber impulser, der efterfølgende sendes gennem enheden. De fremskynder computerarkitekturen og skaber samtidig synkronisering mellem individuelle elementer. Det vil sige, at GTC er en slags "kommandør", der forbinder de fungerende computerlinks i én sekvens. Så jo oftere clockfrekvensgeneratoren skaber pulser, jo bedre ydeevne vil computeren/laptop/smartphone have, og så videre.

Det er logisk at antage, at hvis der ikke er nogen clockgenerator, så vil der ikke være nogen synkronisering mellem elementerne. Derfor vil enheden ikke være i stand til at fungere. Lad os antage, at det på en eller anden måde lykkedes os at bringe sådan en enhed til live. Så hvad er det næste? Alle dele af computeren vil fungere ved forskellige frekvenser på forskellige tidspunkter. Og hvad er resultatet? Som et resultat falder computerens hastighed med tiere, hundreder eller endda tusindvis af gange. Er der virkelig nogen der har brug for sådan en enhed? Dette er urgeneratorens rolle.

Hvad måles clockhastighed i?

Urfrekvens, ifølge internationale standarder, måles normalt i både megahertz og gigahertz. Begge typer mål er korrekte, men det er blot et spørgsmål om konsollens udseende og antallet af tegn. Betegnelserne for de to målinger er henholdsvis "MHz" og "GHz". Lad os minde dem, der har glemt, og fortælle dem, der ikke vidste det, at 1 MHz er numerisk lig med en million clock-cyklusser udført inden for et sekund. Og gigahertz er 3 grader mere. Det vil sige, at det er tusind megahertz. Computerteknologier står ikke stille, som alle andre. De kan siges at udvikle sig dynamisk, så vi kan give udtryk for den antagelse, at der i den nærmeste fremtid kan være en processor, hvis clock-frekvens ikke vil blive målt i megahertz eller gigahertz, men i terahertz. Det er yderligere 3 grader mere.

Hvad påvirker processorens clockhastighed?

Som du ved, udfører en computer, lige fra simple konti til de nyeste spil, et bestemt sæt operationer. Hvilket i øvrigt kan være ret imponerende. Så disse operationer udføres i et vist antal cyklusser. Derfor, jo højere clock-hastighed processoren har, jo hurtigere vil den være i stand til at klare opgaver. Og samtidig øges ydeevnen, beregninger og dataindlæsning i forskellige applikationer accelereres.

Om den maksimale klokkehastighed

Det er ingen hemmelighed, at før en processormodel frigives til masseproduktion, testes dens prototype. Desuden tester de med tilstrækkelig belastning til at identificere svage punkter og forbedre dem noget.

Processortestning udføres ved forskellige clockfrekvenser. Samtidig ændres også andre forhold som tryk og temperatur. Hvorfor udføres tests? De er organiseret ikke kun for at identificere og eliminere fejl og problemer, men også for at opnå en værdi kaldet den maksimale clockfrekvens. Det er normalt angivet i enhedens dokumentation såvel som i dens mærkning. Den maksimale clock-hastighed er intet mere end den normale clock-hastighed, som processoren vil have under standardforhold.

Om muligheden for tilpasning

Generelt giver moderne computerbundkort brugeren mulighed for at ændre clockfrekvensen. Dette gøres selvfølgelig i et eller andet område. Teknologien gør det nu muligt for processorer at arbejde ved forskellige frekvenser afhængigt af valget. Og dette må jeg sige er vigtigt, da en sådan processor kan synkronisere sin frekvens med bundkortets frekvens, da selve processoren er installeret på den.

Om at øge clock-frekvensen

Det maksimale resultat kan naturligvis opnås ved blot at købe en ny processor med en øget clock-frekvens. Dette er dog ikke altid økonomisk muligt, hvilket betyder, at spørgsmålet om, hvordan man øger processorens clockhastighed uden at investere yderligere midler i denne sag, forbliver åbent.

Kort sagt, overclocking af en processor sker ikke gennem tredjepartsprogrammer. Dette, som i tilfældet med overclocking af et videokort, er direkte nonsens. Faktisk kan du forbedre processorens ydeevne ved at indstille de relevante indstillinger i BIOS.

Konklusion

Så hvad fandt vi ud af i denne artikel? For det første er processorens clockhastighed den frekvens, som enheden arbejder med. For det andet bruger computere en clockfrekvensgenerator, som skaber en bestemt frekvens, der synkroniserer driften af ​​de enkelte elementer. For det tredje er den maksimale processorfrekvens den frekvens, hvormed processoren arbejder under normale forhold. For det fjerde er det muligt at overclocke processoren, det vil sige at øge dens clockfrekvens, ved at ændre indstillingerne i BIOS.

Klokkehastigheden for Intel-processorer, ligesom processorer fra andre mærker, afhænger af modellen.

Funktionen af ​​enhver digital computer afhænger af clockfrekvensen, som bestemmes af en kvartsresonator. Det er en blikbeholder, hvori der er placeret en kvartskrystal. Under påvirkning af elektrisk spænding forekommer oscillationer af elektrisk strøm i krystallen. Den samme oscillationsfrekvens kaldes klokfrekvensen. Alle ændringer i logiske signaler i enhver computerchip sker med bestemte intervaller, kaldet clock-cyklusser. Herfra kan vi konkludere, at den mindste tidsenhed for de fleste logiske enheder i en computer er en urcyklus, eller på en anden måde en periode med clockfrekvens. Enkelt sagt kræver hver operation mindst én clock-cyklus (selvom nogle moderne enheder formår at udføre flere operationer i en clock-cyklus). Urfrekvens, i forhold til personlige computere, måles i MHz, hvor Hertz er henholdsvis én vibration i sekundet, 1 MHz er en million vibrationer i sekundet. Teoretisk set, hvis systembussen på din computer kører med en frekvens på 100 MHz, kan den udføre op til 100.000.000 operationer i sekundet. Forresten er det slet ikke nødvendigt, at hver komponent i systemet nødvendigvis udfører noget med hver clock-cyklus. Der er såkaldte tomme ure (ventecyklusser), når enheden er i gang med at vente på svar fra en anden enhed. For eksempel er driften af ​​RAM og en processor (CPU) organiseret, hvis clock-frekvens er væsentligt højere end clock-frekvensen af ​​RAM.

Lidt dybde

Bussen består af flere kanaler til transmission af elektriske signaler. Hvis de siger, at en bus er 32-bit, betyder det, at den er i stand til at transmittere elektriske signaler gennem 32 kanaler samtidigt. Der er et trick her. Faktum er, at en bus af enhver deklareret bredde (8, 16, 32, 64) faktisk har et større antal kanaler. Det vil sige, at hvis vi tager den samme 32-bit bus, er 32 kanaler allokeret til selve datatransmission, og yderligere kanaler er beregnet til at transmittere specifik information.

Dataoverførselshastighed

Navnet på denne parameter taler for sig selv. Det beregnes med formlen:

klokhastighed * bitdybde = baudrate

Lad os beregne dataoverførselshastigheden for en 64-bit systembus, der opererer ved en klokfrekvens på 100 MHz.

100 * 64 = 6400 Mbps6400 / 8 = 800 Mbps

Men det resulterende tal er ikke rigtigt. I livet påvirkes dæk af en masse forskellige faktorer: ineffektiv ledningsevne af materialer, interferens, design- og monteringsfejl og meget mere. Ifølge nogle rapporter kan forskellen mellem den teoretiske dataoverførselshastighed og den praktiske være op til 25 %.

Driften af ​​hver bus overvåges af dedikerede controllere. De er en del af systemlogiksættet ( chipset).

er en bus

ISA (Industry Standard Architecture) systembussen er blevet brugt siden i80286-processoren. Udvidelseskortstikket inkluderer et 64-bens primært stik og et 36-bens sekundært stik. Bussen er 16-bit, har 24 adresselinjer og giver direkte adgang til 16 MB RAM. Antallet af hardware-afbrydelser er 16, DMA-kanaler er 7. Det er muligt at synkronisere driften af ​​bussen og processoren med forskellige clock-frekvenser. Urfrekvens - 8 MHz. Den maksimale dataoverførselshastighed er 16 MB/s.

PCI. (Peripheral Component Interconnect bus - perifer komponent forbindelsesbus)

I juni 1992 dukkede en ny standard op på scenen - PCI, hvis moderselskab var Intel, eller rettere den Special Interest Group organiseret af den. I begyndelsen af ​​1993 dukkede en moderniseret version af PCI op. Faktisk er denne bus ikke lokal. Lad mig minde dig om, at den lokale bus er den bus, der er direkte forbundet til systembussen. PCI bruger Host Bridge (hovedbroen) til at forbinde til den, samt Peer-to-Peer Bridge (peer-to-peer-broen), som er designet til at forbinde to PCI-busser. PCI er blandt andet selv en bro mellem ISA og processorbussen.

PCI-clockhastigheden kan være enten 33 MHz eller 66 MHz. Bitdybde – 32 eller 64. Dataoverførselshastighed – 132 MB/sek eller 264 MB/sek.

PCI-standarden giver tre typer kort afhængigt af strømforsyningen:

1. 5 Volt – til stationære computere

2. 3,3 Volt – til bærbare computere

3. Universal boards, der kan fungere i begge typer computere.

Den store fordel ved PCI-bussen er, at den opfylder Plug and Play-specifikationen. Derudover sker enhver signaltransmission på PCI-bussen på en pakkemåde, hvor hver pakke er opdelt i faser. En pakke begynder med en adressefase, normalt efterfulgt af en eller flere datafaser. Antallet af datafaser i en pakke kan være ubestemt, men er begrænset af en timer, der bestemmer den maksimale tid, en enhed kan bruges af bussen. Hver tilsluttet enhed har en sådan timer, og dens værdi kan indstilles under konfigurationen. En dommer bruges til at organisere dataoverførselsarbejde. Faktum er, at der kan være to typer enheder på bussen - en master (initiator, master, master) af bussen og en slave. Masteren tager kontrol over bussen og starter dataoverførsel til destinationen, altså slaven. En master eller slave kan være en hvilken som helst enhed forbundet til bussen, og dette hierarki ændrer sig konstant afhængigt af, hvilken enhed der har anmodet om tilladelse fra busdommeren til at overføre data og til hvem. Chipsættet, eller rettere North Bridge, er ansvarlig for konfliktfri drift af PCI-bussen. Men livet stoppede ikke ved PCI. Den konstante forbedring af videokort førte til, at de fysiske parametre for PCI-bussen blev utilstrækkelige, hvilket førte til fremkomsten af ​​AGP.