Klokkehastigheten for moderne datamaskiner måles. Hva er prosessorens klokkehastighet og hva skal den være?

CPU – sentral prosesseringsenhet, eller sentral prosesseringsenhet. Det er en integrert krets som utfører maskininstruksjoner. Utvendig ser en moderne CPU ut som en liten blokk på ca 4-5 cm i størrelse med pinnekontakter på bunnen. Selv om det er vanlig å kalle denne blokken, er selve den integrerte kretsen plassert inne i denne pakken og er en silisiumkrystall som elektroniske komponenter påføres ved hjelp av litografi.

Toppen av CPU-huset tjener til å spre varmen som genereres av milliarder av transistorer. På bunnen er det kontakter som trengs for å koble brikken til hovedkortet ved hjelp av en stikkontakt - en spesifikk kontakt. CPU er den kraftigste delen av datamaskinen.

Klokkefrekvens som en viktig parameter for prosessordrift, og hva den påvirker

Ytelsen til en prosessor måles vanligvis ved dens klokkehastighet. Dette er antallet operasjoner eller klokkesykluser som CPU-en kan utføre på et sekund. I hovedsak tiden det tar prosessoren å behandle informasjon. Haken er at forskjellige CPU-arkitekturer og design kan utføre operasjoner i et annet antall klokkesykluser. Det vil si at en CPU for en bestemt oppgave kan trenge en klokkesyklus, og en annen - 4. Dermed kan den første vise seg å være mer effektiv med en verdi på 200 MHz, mot den andre med en verdi på 600 MHz.

Det vil si at klokkefrekvensen faktisk ikke helt bestemmer ytelsen til prosessoren, som vanligvis er plassert av mange som sådan. Men vi er vant til å vurdere det ut fra mer eller mindre etablerte normer. For eksempel, for moderne modeller er den faktiske rekkevidden i tall fra 2,5 til 3,7 GHz, og ofte høyere. Naturligvis, jo høyere verdi, jo bedre. Dette betyr imidlertid ikke at det ikke finnes en prosessor på markedet med lavere frekvens, men som fungerer mye mer effektivt.

Driftsprinsippet til en klokkegenerator

Alle PC-komponenter fungerer med forskjellige hastigheter. For eksempel kan systembussen være 100 MHz, CPU kan være 2,8 GHz, og RAM kan være 800 MHz. Grunnlinjen for systemet settes av klokkegeneratoren.

Oftest bruker moderne datamaskiner en programmerbar generasjonsbrikke, som bestemmer verdien for hver komponent separat. Prinsippet for drift av den enkleste klokkepulsgeneratoren er å generere elektriske pulser med et visst tidsintervall. Det mest åpenbare eksemplet på bruk av en generator er en elektronisk klokke. Ved å telle flått dannes sekunder, hvorfra minutter og deretter timer dannes. Vi skal snakke om hva Gigahertz, Megahertz osv. er litt senere.

Hvordan hastigheten til en datamaskin og bærbar PC avhenger av klokkefrekvensen

Prosessorfrekvensen er ansvarlig for antall klokkesykluser en datamaskin kan utføre i løpet av ett sekund, som igjen gjenspeiler ytelsen. Men ikke glem at forskjellige arkitekturer bruker forskjellige antall klokkesykluser for å løse ett problem. Det vil si at "måling med indikatorer" er relevant innenfor minst én klasse prosessorer.

Hva påvirkes av klokkehastigheten til en enkeltkjerneprosessor i en datamaskin og bærbar PC?

Single-core CPUer finnes sjelden i naturen lenger. Men du kan bruke dem som eksempel. Én prosessorkjerne inneholder minst en aritmetisk-logisk enhet, et sett med registre, et par hurtigbuffernivåer og en koprosessor.

Frekvensen som alle disse komponentene utfører oppgavene sine med påvirker direkte den generelle ytelsen til CPU. Men igjen, med en relativt lik arkitektur og kommandoutførelsesmekanisme.

Hva påvirkes av antall kjerner i en bærbar datamaskin?

CPU-kjernene går ikke sammen. Det vil si at hvis 4 kjerner opererer på 2 GHz, betyr ikke dette at deres totale verdi er 8 GHz. Fordi oppgaver i flerkjernearkitekturer utføres parallelt. Det vil si at et visst sett med kommandoer distribueres til kjernene i deler, og etter hver utførelse genereres en felles respons.

På denne måten kan en bestemt oppgave fullføres raskere. Hele problemet er at ikke all programvare kan fungere med flere tråder samtidig. Det vil si at til nå bruker de fleste applikasjoner faktisk bare én kjerne. Det er selvfølgelig mekanismer på operativsystemnivå som kan parallellisere oppgaver på tvers av forskjellige kjerner, for eksempel laster en applikasjon en kjerne, en annen laster en andre osv. Men dette krever også systemressurser. Men generelt fungerer optimaliserte programmer og spill mye bedre på flerkjernesystemer.

Hvordan måles prosessorens klokkehastighet?

Måleenheten Hertz indikerer vanligvis antall ganger periodiske prosesser utføres i løpet av ett sekund. Dette ble den ideelle løsningen for enhetene der prosessorens klokkefrekvens skal måles. Nå begynte arbeidet til alle sjetonger å bli målt i Hertz. Vel, nå er det GHz. Giga er et prefiks som indikerer at den inneholder 1000000000 Hertz. Gjennom historien til PC-er har set-top-bokser endret seg ofte - KHz, deretter MHz, og nå er GHz det mest relevante. I CPU-spesifikasjoner kan du også finne engelske forkortelser - MHz eller GHz. Slike prefikser betyr det samme som på kyrillisk.

Hvordan finne ut prosessorfrekvensen til datamaskinen

For Windows-operativsystemet er det flere enkle metoder, både standard og bruk av tredjepartsprogrammer. Det enkleste og mest åpenbare er å høyreklikke på "Min datamaskin"-ikonet og gå til egenskapene. Ved siden av navnet på CPU-en og dens egenskaper, vil frekvensen bli indikert.

Fra tredjepartsløsninger kan du bruke det lille, men velkjente CPU-Z-programmet. Du trenger bare å laste ned, installere og kjøre den. I hovedvinduet vil den vise gjeldende klokkehastighet. I tillegg til disse dataene, viser den mye annen nyttig informasjon.

CPU-Z-program

Måter å øke produktiviteten

For å gjøre det er det to hovedmåter: øke multiplikatoren og systembussfrekvensen. Multiplikatoren er en koeffisient som viser forholdet mellom basisprosessorfrekvensen og basissystembussen.

Den er fabrikkinnstilt og kan enten låses eller låses opp i sluttenheten. Hvis det er mulig å endre multiplikatoren, betyr det at du kan øke frekvensen til prosessoren uten å gjøre endringer i driften av andre komponenter. Men i praksis gir ikke denne tilnærmingen en effektiv økning, siden resten rett og slett ikke kan holde tritt med CPU. Endring av systembussindikatoren vil føre til en økning i verdiene til alle komponenter: prosessor, RAM, nord- og sørbroer. Dette er den enkleste og mest effektive måten å overklokke en datamaskin på.

Du kan overklokke en PC som helhet ved å øke spenningen, noe som vil øke hastigheten på CPU-transistorene, og samtidig dens frekvens. Men denne metoden er ganske komplisert og farlig for nybegynnere. Den brukes hovedsakelig av folk med erfaring innen overklokking og elektronikk.

Prosessorens klokkefrekvens er mengden informasjon som behandles, det vil si antall synkroniseringssykluser, per sekund. Klokkefrekvensen måles i MegaHertz (Mhz). Som regel, jo høyere klokkefrekvens, jo raskere kjører programmer og spill, det vil si at antall operasjoner som utføres per sekund øker, men systemer med samme klokkefrekvens kan ha forskjellig ytelse, siden forskjellige prosessorer kan kreve forskjellig antall oppgaver for å utføre én operasjon

Opptreden.

Ytelse er effektiviteten til klokkefrekvensen som brukes. Jo raskere enheten forventes å utføre oppgaver, jo mer hestekrefter kreves under panseret. Moderne enheter gir stadig høyere videooppløsninger på skjermer, millioner av farger (hundretusenvis av nyanser av lysstyrke) eller høykvalitetslyd. I tillegg støtter alle moderne enheter et grafisk brukergrensesnitt (også kjent som GUI), som lar deg kontrollere det ved å peke på ønsket sted på skjermen og klikke med fingeren eller museknappen. All denne skjønnheten krever opprettelse, registrering og bevegelse av milliarder av nuller og enere per sekund, det vil si ganske mye ytelse.

Prosessor kjerne.

En prosessorkjerne er den delen av prosessoren som utfører en enkelt tråd med instruksjoner. Enkeltkjerneprosessorer bruker pipelinet klokkebehandling, mens flerkjerneprosessorer bruker parallell prosessering. Med andre ord, flerkjerneprosessorer utfører flere operasjoner samtidig, og fullfører dermed brukeroppgaver raskere.

Energiforbruk.

En prosessor med lav effekt vil forlenge batterilevetiden til enheten. "kappløpet" for prosessorfrekvens og ytelse har ført til økt energiforbruk. Derfor begynte bedrifter å installere energisparende systemer, temperatursensorer som gir beskyttelse mot overoppheting og reduserer prosessorfrekvensen når temperaturen stiger uakseptabelt, implementere energisparemoduser på programvarenivå for å "sove" prosessoren, og også installere høy- kapasitet batterier.

RAM.

RAM er et midlertidig minne som påvirker multitasking av enheten, der programmer som er lansert av brukeren kjører. RAM kalles også "hjernen" til datamaskinen fordi det er der det meste av arbeidet gjøres. En stor mengde RAM lar deg kjøre flere programmer og spill samtidig, og lar deg også fremskynde alle prosesser knyttet til informasjonsbehandling.

Innebygd minne.

Harddiskminne er minne som er beregnet for nedlasting og installasjon av brukerfiler (programmer, applikasjoner, widgets, multimediefiler og spill). I enheter er det preget av størrelsen på harddisken (i noen tilfeller brukes flash-minne). Jo større volum, jo ​​mer informasjon kan lagres. Disse enhetene kan også ha utvidbart minne. Internett-nettbrett har et minnekortspor for dette minnet. I bærbare datamaskiner og netbooks, i tillegg til sporet, er det kontakter for en flyttbar flash-stasjon eller harddisk.

Operativsystem.

Et operativsystem er et sett med programmer som bruker datamaskinressurser (prosessor, RAM og permanent minne), hvis aktiviteter er rettet mot å utføre brukeroppgaver. Operativsystemet kalles også "elskeren" til alt utstyr. Dens første funksjon er å indikere hvordan mikroprosessoren fungerer og administrere en stor mengde minne. Den andre funksjonen til operativsystemet er å indeksere all informasjon som ligger i det innebygde minnet. Ytelsen avhenger av hvilket system som er installert på enheten. Tre operativsystemer er vanlige i Euroset-butikker: Windows på bærbare datamaskiner og netbooks, og Android og iOS på nettbrett.

Multitasking er muligheten til å starte og kjøre flere programmer samtidig. Multitasking er implementert på operativsystemnivå og lar deg optimalisere prosesser, øke driftshastigheten og øke komforten ved å bruke enheten.

Skjermkort.

Et skjermkort er en enhet for visning av video og grafikk på en datamaskin. Det finnes to typer skjermkort: integrert (innebygd) og diskret (flyttbart). Det diskrete kortet er mer produktivt enn integrerte analoger, noe som gjør det mulig å jobbe med komplekse grafikkprogrammer (for eksempel 3D-MAX (3-D Max)) og høy ytelse i spill.

Vise.

Skjermer er forskjellige i egenskaper som: diagonal, oppløsning, sideforhold og skjermdekning. Diagonalen kan variere fra 4 til 19 tommer (1 tomme tilsvarer 2,54 cm) for bærbare datamaskiner, netbooks og nettbrett. Oppløsning er antall piksler som skal utgjøre bildet . Skjermoppløsningen varierer fra 800x600 til 1366x768 piksler, noe som lar deg nyte skjønnheten til skjermspareren eller bildene dine fullt ut. Netbooks har ofte en oppløsning på 1024x600. Widescreen-skjermer er ikke firkantede i form, men ser ut som et langstrakt rektangel, som lar deg: enkelt vise NETTsider og filmer i full lengde.

Er skjermbelegget matt eller blankt?

Det matte belegget skaper ikke gjenskinn på skjermen i dagslys, fingeravtrykk er mindre synlige på den og øynene er mindre slitne.

Den blanke finishen gir imidlertid bildet mer lysstyrke og kontrast

Når direkte lys treffer skjermen, dimmes bildet og gjenskinn vises.

Hva er prosessorens klokkehastighet? Hva påvirker denne egenskapen og på hvilke måter kan den økes? Hva er den maksimale prosessorens klokkehastighet? Vi vil undersøke disse spørsmålene i løpet av denne artikkelen.

Konseptet med klokkefrekvens

Prosessorens klokkehastighet er en av de viktigste parametrene som karakteriserer en personlig datamaskin, så vel som alle andre enheter bygget på prinsippet. Det vil si at ikke bare personlige datamaskiner, men også bærbare datamaskiner, netbooks, ultrabooks, nettbrett og smarttelefoner har sin egen prosessorklokkehastighet.

Prosessorens klokkehastighet er en innstilling som brukes på de individuelle enhetene som utgjør et datasystem. Mer spesifikt snakker vi om prosessoren. Faktisk avhenger mye av prosessorens klokkehastighet, men dette er ikke den eneste detaljen som påvirker driften av systemet.

Så for å forstå spørsmålet om klokkefrekvens, la oss først gå litt dypere inn i orddannelse. Hva er "takt" og hva har dette ordet med vår sak å gjøre? Et slag er ikke noe mer enn tidsperioden som oppstår mellom repetisjonen av to impulser. Disse pulsene skapes i sin tur av en enhet som kalles en "klokkegenerator". I hovedsak er dette en brikke som er ansvarlig for å generere klokkehastigheten som brukes av hovedkortet og selve prosessoren. Det vil si at prosessorens klokkefrekvens er frekvensen som enheten opererer med.

Driftsprinsipp for gassturbinenheten

Klokkegeneratoren lager pulser som deretter sendes gjennom hele enheten. De øker hastigheten på datamaskinarkitekturen, og skaper samtidig synkronisering mellom individuelle elementer. Det vil si at GTC er en slags "kommandør" som kobler de fungerende datamaskinlenkene til en sekvens. Så jo oftere klokkefrekvensgeneratoren lager pulser, jo bedre ytelse vil datamaskinen/bærbaren/smarttelefonen ha, og så videre.

Det er logisk å anta at hvis det ikke er noen klokkegenerator, vil det ikke være noen synkronisering mellom elementene. Derfor vil ikke enheten kunne fungere. La oss anta at vi på en eller annen måte klarte å bringe en slik enhet til live. Så hva er neste? Alle deler av datamaskinen vil fungere ved forskjellige frekvenser til forskjellige tider. Og hva er resultatet? Som et resultat reduseres hastigheten på datamaskinen med titalls, hundrevis eller til og med tusenvis av ganger. Er det virkelig noen som trenger en slik enhet? Dette er rollen til klokkegeneratoren.

Hva måles klokkehastighet i?

Klokkefrekvens, i henhold til internasjonale standarder, måles vanligvis i både megahertz og gigahertz. Begge typer mål er riktige, det er bare et spørsmål om utseendet til konsollen og antall tegn. Betegnelsene for de to målingene er henholdsvis "MHz" og "GHz". La oss minne de som har glemt, og fortelle de som ikke visste det, at 1 MHz er numerisk lik en million klokkesykluser utført i løpet av ett sekund. Og gigahertz er 3 grader mer. Det vil si at det er tusen megahertz. Datateknologi står ikke stille, som alle andre. De kan sies å utvikle seg dynamisk, så vi kan gi uttrykk for antagelsen om at det i nær fremtid kan være en prosessor hvis klokkefrekvens vil bli målt ikke i megahertz eller gigahertz, men i terahertz. Dette er ytterligere 3 grader mer.

Hva påvirker prosessorens klokkehastighet?

Som du vet, utfører en datamaskin, alt fra enkle kontoer til de nyeste spillene, et visst sett med operasjoner. Noe som forresten kan være ganske imponerende. Så disse operasjonene utføres i et visst antall sykluser. Derfor, jo høyere klokkehastighet prosessoren har, jo raskere vil den kunne takle oppgaver. Og samtidig øker ytelsen, beregninger og datalasting i ulike applikasjoner akselereres.

Om maksimal klokkehastighet

Det er ingen hemmelighet at før en prosessormodell slippes ut i masseproduksjon, testes prototypen. Dessuten tester de med tilstrekkelig belastning for å identifisere svake punkter og forbedre dem noe.

Prosessortesting utføres ved forskjellige klokkefrekvenser. Samtidig endres også andre forhold som trykk og temperatur. Hvorfor gjennomføres tester? De er organisert ikke bare for å identifisere og eliminere feil og problemer, men også for å oppnå en verdi som kalles maksimal klokkefrekvens. Det er vanligvis angitt i enhetsdokumentasjonen, så vel som i merkingen. Den maksimale klokkehastigheten er ikke noe mer enn den normale klokkehastigheten som prosessoren vil ha under standardforhold.

Om mulighet for justering

Generelt tillater moderne hovedkort brukeren å endre klokkefrekvensen. Selvfølgelig gjøres dette i en eller annen rekkevidde. Teknologien lar nå prosessorer operere med forskjellige frekvenser avhengig av valget. Og dette må jeg si er viktig, siden en slik prosessor kan synkronisere frekvensen med hovedkortets frekvens, siden selve prosessoren er installert på den.

Om å øke klokkefrekvensen

Selvfølgelig kan det maksimale resultatet oppnås ved ganske enkelt å kjøpe en ny prosessor med økt klokkefrekvens. Dette er imidlertid ikke alltid økonomisk mulig, noe som betyr at spørsmålet om hvordan man kan øke prosessorens klokkehastighet uten å investere ytterligere midler i denne saken forblir åpent.

I et nøtteskall, overklokking av en prosessor gjøres ikke gjennom tredjepartsprogrammer. Dette, som i tilfellet med overklokking av et skjermkort, er direkte tull. Faktisk kan du forbedre ytelsen til prosessoren ved å angi de riktige innstillingene i BIOS.

Konklusjon

Så, hva fant vi ut i løpet av denne artikkelen? For det første er prosessorens klokkehastighet frekvensen enheten opererer med. For det andre bruker datamaskiner en klokkefrekvensgenerator, som skaper en viss frekvens som synkroniserer driften av individuelle elementer. For det tredje er den maksimale prosessorfrekvensen frekvensen som prosessoren arbeider med under normale forhold. For det fjerde er overklokking av prosessoren, det vil si å øke klokkefrekvensen, mulig ved å endre innstillingene i BIOS.

Klokkehastigheten til Intel-prosessorer, som prosessorer fra andre merker, avhenger av modellen.

Driften til enhver digital datamaskin avhenger av klokkefrekvensen, som bestemmes av en kvartsresonator. Det er en tinnbeholder som en kvartskrystall er plassert i. Under påvirkning av elektrisk spenning oppstår oscillasjoner av elektrisk strøm i krystallen. Den samme oscillasjonsfrekvensen kalles klokkefrekvensen. Alle endringer i logiske signaler i enhver databrikke skjer med visse intervaller, kalt klokkesykluser. Herfra kan vi konkludere med at den minste tidsenheten for de fleste logiske enheter i en datamaskin er en klokkesyklus, eller på en annen måte en periode med klokkefrekvens. Enkelt sagt, hver operasjon krever minst én klokkesyklus (selv om noen moderne enheter klarer å utføre flere operasjoner i en klokkesyklus). Klokkefrekvens, i forhold til personlige datamaskiner, måles i MHz, hvor Hertz er henholdsvis én vibrasjon per sekund, 1 MHz er en million vibrasjoner per sekund. Teoretisk sett, hvis systembussen til datamaskinen din opererer med en frekvens på 100 MHz, kan den utføre opptil 100 000 000 operasjoner per sekund. Forresten, det er slett ikke nødvendig at hver komponent i systemet nødvendigvis utfører noe med hver klokkesyklus. Det er såkalte tomme klokker (ventesykluser), når enheten er i ferd med å vente på svar fra en annen enhet. For eksempel er driften av RAM og en prosessor (CPU) organisert, hvis klokkefrekvens er betydelig høyere enn klokkefrekvensen til RAM.

Litt dybde

Bussen består av flere kanaler for overføring av elektriske signaler. Hvis de sier at en buss er trettito-bit, betyr dette at den er i stand til å overføre elektriske signaler gjennom trettito kanaler samtidig. Det er ett triks her. Faktum er at en buss med en hvilken som helst deklarert bredde (8, 16, 32, 64) faktisk har et større antall kanaler. Det vil si at hvis vi tar den samme trettito-bits bussen, blir 32 kanaler tildelt for å overføre data selv, og ytterligere kanaler er ment for å overføre spesifikk informasjon.

Dataoverføringshastighet

Navnet på denne parameteren taler for seg selv. Det beregnes med formelen:

klokkehastighet * bitdybde = overføringshastighet

La oss beregne dataoverføringshastigheten for en 64-bits systembuss som opererer med en klokkefrekvens på 100 MHz.

100 * 64 = 6400 Mbps6400 / 8 = 800 Mbps

Men det resulterende tallet er ikke reelt. I livet påvirkes dekk av en rekke forskjellige faktorer: ineffektiv ledningsevne av materialer, interferens, design- og monteringsfeil og mye mer. I følge noen rapporter kan forskjellen mellom den teoretiske dataoverføringshastigheten og den praktiske være opptil 25 %.

Driften av hver buss overvåkes av dedikerte kontrollere. De er en del av systemlogikksettet ( brikkesett).

er en buss

ISA (Industry Standard Architecture) systembussen har blitt brukt siden i80286-prosessoren. Utvidelseskortsporet inkluderer en 64-pinners primærkontakt og en 36-pinners sekundærkontakt. Bussen er 16-bit, har 24 adresselinjer, og gir direkte tilgang til 16 MB RAM. Antallet maskinvareavbrudd er 16, DMA-kanaler er 7. Det er mulig å synkronisere driften av bussen og prosessoren med forskjellige klokkefrekvenser. Klokkefrekvens - 8 MHz. Maksimal dataoverføringshastighet er 16 MB/s.

PCI. (Periferal Component Interconnect-buss - Periferkomponentforbindelsesbuss)

I juni 1992 dukket en ny standard opp på scenen - PCI, hvis overordnede var Intel, eller rettere sagt Special Interest Group organisert av den. I begynnelsen av 1993 dukket det opp en modernisert versjon av PCI. Faktisk er ikke denne bussen lokal. La meg minne om at lokalbussen er bussen som er direkte koblet til systembussen. PCI bruker Host Bridge (hovedbroen) for å koble til den, samt Peer-to-Peer Bridge (peer-to-peer-broen), som er designet for å koble sammen to PCI-busser. Blant annet er PCI i seg selv en bro mellom ISA og prosessorbussen.

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

PCI-standarden gir tre typer kort avhengig av strømforsyningen:

1. 5 Volt – for stasjonære datamaskiner

2. 3,3 Volt – for bærbare datamaskiner

3. Universalkort som kan fungere i begge typer datamaskiner.

Den store fordelen med PCI-bussen er at den oppfyller Plug and Play-spesifikasjonen. I tillegg, på PCI-bussen, skjer enhver signaloverføring på en pakkemåte, hvor hver pakke er delt inn i faser. En pakke begynner med en adressefase, vanligvis etterfulgt av en eller flere datafaser. Antallet datafaser i en pakke kan være ubestemt, men er begrenset av en tidtaker som bestemmer den maksimale tiden en enhet kan brukes av bussen. Hver tilkoblet enhet har en slik timer, og verdien kan stilles inn under konfigurasjonen. En arbiter brukes til å organisere dataoverføringsarbeid. Faktum er at det kan være to typer enheter på bussen - en master (initiator, master, master) av bussen og en slave. Masteren tar kontroll over bussen og setter i gang dataoverføring til destinasjonen, dvs. slaven. Enhver enhet koblet til bussen kan være en master eller slave, og dette hierarkiet endres hele tiden avhengig av hvilken enhet som har bedt om tillatelse fra buss-arbiteren til å overføre data og til hvem. Brikkesettet, eller rettere sagt North Bridge, er ansvarlig for konfliktfri drift av PCI-bussen. Men livet stoppet ikke ved PCI. Den konstante forbedringen av skjermkort førte til at de fysiske parametrene til PCI-bussen ble utilstrekkelige, noe som førte til fremveksten av AGP.