Mihin suorittimen kellonopeus on tarkoitettu? Prosessorin kello piikit kuormituksen alla

Taajuus? GHz? 2.6? Ghz?

Tekniseltä kannalta määritelmä kuulostaa tältä:

Kellotaajuus on tietyssä ajassa tuotettujen jaksojen lukumäärä.

Minulle se oli myös pimeää metsää, kun ensimmäisenä vuonna kirjoitin tämän vihkoon opiskellessani ohjelmoijaksi. Sitten minä, kuten monet nyt, en ymmärtänyt ollenkaan, mitä tämä tarkoitti ja miksi sitä tarvittiin?

Selitän esimerkeillä, on helpompi ymmärtää, miten se toimii. Aloitetaan.

Selitys esimerkillä

Kuvitellaan, että 1 hitti musiikillisessa rummussa on 1 prosessorin jakso. Otamme vertailuksi kaksi rumpua, toista lyötään 120 kertaa minuutissa, toista 80 kertaa minuutissa, on selvää, että ensimmäisen rummun äänen taajuus on korkeampi ja kovempi kuin toisen.

Itsenäistä kokeilua varten voit ottaa tavallisen kirjoituskynän käteesi, havaita 10 sekuntia ja tehdä kynän reunalla 10 lyöntiä pöydälle ja sitten tehdä 20 lyöntiä samassa ajassa, tulos on sama kuin rumpujen kanssa.
Sinun on myös ymmärrettävä, että jos muusikolla on neljä rumpua yhden sijasta, lyöntien määrää ei kerrota rumpujen määrällä, vaan se jaetaan kaikkeen, jolloin äänien soittamisessa on enemmän mahdollisuuksia.

Muistaa! Ydinten lukumäärää ei kerrota gigahertseillä.

Ja siksi missään kuvauksissa ei ole niin suuria lukuja kuin 12GHz tai 24GHz ja niin edelleen, jos vain ylikellotuksen tuloksissa, ja sitten tuskin.
Mikroprosessorissa suoritetaan tietty määrä käskyjä sykliä kohden. Eli mitä korkeampi kellotaajuus, sitä enemmän tietyssä ajassa suoritettuja komentoja tapahtuu mikroprosessorin sisällä.

Muuten, voit selvittää, mitä sisällä on artikkelissa - "", joka on jo ilmestynyt blogiin. Mielenkiintoisempaa, jotta olet aina tietoinen uusista artikkeleista.

Mitä mitataan ja miten se ilmaistaan

Gigahertseinä tai megahertseinä, lyhennettynä - GHz tai MHz, Ghz tai Mhz.

3,2 Ghz = 3200 Mhz on sama asia, vain eri arvoissa.

Sivuilla kuvauksessa taajuus ilmoitetaan eri tavoin. Esimerkit näkyvät alla ja on korostettu sinisellä.

Vaikutus työhön ja leikkiin

Kun työskentelet tietokoneella, tämä parametri vaikuttaa:

• järjestelmän suorituskykyä
• reagointikykyä ja nopeutta
• laskentateho
• suorittaa useita juoksutehtäviä samanaikaisesti
• ja monet muut.

Miten se vaikuttaa peleihin? Se riippuu suoraan siitä, kuinka paljon tehoa peliin tarvitaan. Valmistajat suosittelevat vähintään 3,0 GHz:n käyttöä. Kaikki riippuu pelistä ja sen mukana tulevista suosituksista. Missä niitä katsella? Voit lukea, jossa kerroin kaiken yksityiskohtaisesti.

Yksi prosessorimalleista, jolla on suurin kellonopeus tätä kirjoitettaessa, on Intel i7-8700K.

Monet tietysti uskovat, että tämä parametri ei ole tärkein, mutta tämä indikaattori vaikuttaa suoraan tietokoneen suorituskykyyn, joten jos sinulla on mahdollisuus ostaa korkeampi gigahertsi, suosittelen harkitsemaan sitä.

Mielestäni harkitsisin näitä optimaalisia malleja eri tehtäviin:

• Intel Pentium G5600
• AMD Ryzen 3 2200G
• Intel Core i3 8100
• Intel Core i5 8400
• Intel Core i7 8700

Mihin tehtäviin ne on tarkoitettu? Voit nähdä artikkelista kuinka, jotta et katuisi myöhemmin.

En luettele hintoja, koska ne muuttuvat koko ajan, joten tarkista se. Päätös on sinun.

Toivottavasti kaikki tuli sinulle selväksi. Lopetan tähän. Pysyäksesi ajan tasalla uusien, ymmärrettävien ja mielenkiintoisten artikkelien ilmestymisestä blogissani, jätä kommentteja, olen aina kiinnostunut mielipiteestäsi. Kiitos huomiostasi. Nähdään uusissa artikkeleissa.

Samalle parametrille eri nimet

Hei rakkaat lukijat. Edellisessä artikkelissa puhuin siitä, missä kuvataan alkeellisinta. Tässä viestissä puhun sellaisesta ominaisuudesta kuin prosessorin perustaajuus, josta sinun pitäisi myös tietää, mikä lisää tietoja, joista voi olla hyötyä valinnassa.

Selitys ja esimerkki hänen työstään

Teknisesti se kuulostaa tältä: Perus- tai nimellistaajuus (tämä on sama asia) on indikaattori, jolla tietokoneen mikroprosessori suorittaa vähimmäismäärän jaksoja.

Tämä tarkoittaa, että kun tietokone suorittaa tietyn määrän tehtäviä eikä sen tarvitse käyttää kaikkea tehoaan niiden suorittamiseen, se toimii nimelliskierroksilla. Esimerkkitehtävät: käyttöjärjestelmän ylläpito, valokuvien katselu, musiikin kuuntelu, tekstin muokkaaminen.

Mitä mitataan?

Tämä ominaisuus mitataan megahertseinä (1200 MHz) tai gigahertseinä (1,2 GHz). Tämä vaihtoehto on saatavilla sekä Intel- että AMD-valmistajilla. Se löytyy myös tuotekuvauksesta tai ominaisuuksista.

Monilta muilta kuvauksen sivustoilta löydät termin "työssä oleva tai vakituinen" - tämä on sama asia. Tässä ovat kaikki sivustoilla olevat eri nimet:
Jos kaikki on selvää, miten se toimii, voit tarkistaa itse. Kuvittele, että sinulla on prosessori, jonka perustaajuus on 2 Ghz. Videon katsomiseen tai musiikin kuunteluun mikroprosessori tarvitsee tehostaan ​​esimerkiksi 2400 Mhz ja kuvien katseluun 1,7 GHz. Arvoituskysymys, mitä taajuutta kivi käyttää valokuvan katseluun?

Voit halutessasi jättää vastauksesi kommentteihin. Tehdään näin, kun 15 kommenttia on jäljellä, kirjoitan oikean vastauksen, sovittu? Mielestäni kyllä". Mennään pidemmälle.

Mikä on tämän indikaattorin vaikutus?

• Energiankulutuksesta
• Vapautuneelle lämpötilalle

Nykyaikaisissa prosessoreissa virrankulutus pienenee ja pienenee pienin askelin uusien teknisten prosessien, säikeiden ja monen muun vuoksi. Tästä huolimatta sinun on ymmärrettävä, että mitä korkeampi suorituskyky, sitä enemmän energiaa tarvitaan, ja missä on korkea virrankulutus, vapautuu aina korkea lämpötila.

Seuraavassa artikkelissa kerron sinulle, mikä on vielä tärkeämpää. Mielenkiintoista tietoa, lue.

• Pentium G4600- vakio 3,6 GHz
• Core i3 8100- Toimii 3,6 GHz
• Pentium Gold G5400- nimellinen 3700 MHz

Ja kyllä, ja niille, jotka ovat kiinnostuneita - tästä verkkokauppa Nyt on ilmainen toimitus. No, tässä se, pieni poikkeama.

Siinä kaikki minulle. Kommentoi, kerro mielipiteesi, kirjoita ja. Päätös on sinun. Kiitos huomiostasi. Hei hei.

Kaavio prosessorista

ohjauslohko- ohjaa kaikkien prosessoriyksiköiden toimintaa.

Aritmeettinen logiikkalohko- suorittaa aritmeettisia ja loogisia laskutoimituksia.

Rekisterit- lohko tietojen ja laskelmien välitulosten tallentamiseen - prosessorin sisäinen RAM.

Dekoodaus lohko- Muuntaa tiedot binäärijärjestelmäksi.

Esihaku lohko- vastaanottaa komennon laitteelta (näppäimistö, jne.) ja pyytää ohjeita järjestelmän muistista.

Välimuisti (tai vain välimuisti) taso 1- tallentaa usein käytetyt ohjeet ja tiedot.

Tason 2 välimuisti- tallentaa usein käytetyt tiedot.

Bussikortteli- palvelee tiedon syöttämiseen ja ulostuloon.

Tämä malli vastaa P6-arkkitehtuuriprosessoreja. Tätä arkkitehtuuria käytettiin prosessorien luomiseen Pentium Prosta Pentium III:han. Pentium 4 -prosessorit perustuvat uuteen Intel® NetBurst -arkkitehtuuriin. Pentium 4 -suorittimissa L1-välimuisti on jaettu kahteen osaan - datavälimuistiin ja käskyvälimuistiin.

Prosessorin tekniset tiedot

Prosessorin pääominaisuudet ovat sen kellotaajuus, bittisyvyys ja 1. ja 2. tason välimuistin koot.

Taajuus on värähtelyjen määrä sekunnissa. Kellotaajuus on jaksojen lukumäärä sekunnissa. Kuten prosessorissa:

Kellotaajuus on toimintojen määrä, jonka prosessori voi suorittaa sekunnissa.

Nuo. Mitä enemmän operaatioita sekunnissa prosessori pystyy suorittamaan, sitä nopeammin se toimii. Esimerkiksi prosessori, jonka kellotaajuus on 40 MHz, suorittaa 40 miljoonaa toimintoa sekunnissa, taajuudella 300 Mg - 300 miljoonaa operaatiota sekunnissa, taajuudella 1 GHz - 1 miljardi operaatiota sekunnissa.

Vuoteen 2003 mennessä prosessorien kellotaajuus saavutti 3 GHz.

Kellotaajuutta on kahta tyyppiä - sisäinen ja ulkoinen.

Sisäinen kellotaajuus- tämä on kellotaajuus, jolla prosessorin sisällä tapahtuu työtä.

Ulkoinen kello tai järjestelmäväylän taajuus- tämä on kellotaajuus, jolla tietoja vaihdetaan prosessorin ja tietokoneen RAM-muistin välillä.

Vuoteen 1992 asti prosessorien sisäiset ja ulkoiset taajuudet olivat samat, ja vuonna 1992 Intel esitteli 80486DX2-prosessorin, jossa sisäiset ja ulkoiset taajuudet olivat erilaiset - sisäinen taajuus oli 2 kertaa suurempi kuin ulkoinen. Kahden tyyppisiä tällaisia ​​prosessoreita julkaistiin taajuuksilla 25/50 MHz ja 33/66 MHz, sitten Intel julkaisi 80486DX4-prosessorin kolminkertaisella sisäisellä taajuudella (33/100 MHz).

Siitä lähtien myös muut valmistusyritykset alkoivat tuottaa prosessoreita, joissa on kaksinkertainen sisäinen taajuus, ja IBM alkoi valmistaa prosessoreita, joilla on kolminkertainen sisäinen taajuus (25/75 MHz, 33/100 MHz ja 40/120 MHz).

Nykyaikaisissa prosessoreissa, esimerkiksi prosessorin kellotaajuudella 3 GHz, järjestelmäväylän taajuus on 800 MHz.

Prosessorin bitin syvyys määräytyy sen rekisterien kapasiteetin mukaan.

Tietokone voi toimia samanaikaisesti rajoitetun joukon tietoyksiköitä kanssa. Tämä sarja riippuu sisäisten rekisterien leveydestä. Numero on tiedon tallennusyksikkö. Yhdessä työjaksossa tietokone pystyy käsittelemään rekistereihin mahtuvan määrän tietoa. Jos rekisterit voivat tallentaa 8 yksikköä tietoa, ne ovat 8-bittisiä ja prosessori 8-bittinen; jos rekisterit ovat 16-bittisiä, prosessori on 16-bittinen ja niin edelleen. Mitä suurempi prosessorin bittisyvyys, sitä enemmän tietoa se pystyy käsittelemään yhdessä kellojaksossa, mikä tarkoittaa, että sitä nopeammin prosessori toimii.

Pentium 4 -prosessori on 32-bittinen.

L1 ja L2 välimuistin koko vaikuttaa myös prosessorin suorituskykyyn.

Pentium III -prosessorissa L1-välimuisti on 16 kt, L2-välimuisti on 256 kt.

Pentium 4 -suorittimissa on 8 kilotavua L1-välimuistia dataa varten, L1-käskyvälimuistia 12 000 käskylle suoritusjärjestyksessä ja 512 kilotavua L2-välimuistia ohjeille.

Kuten tiedät, prosessorin kellotaajuus on aikayksikköä kohti suoritettujen toimintojen lukumäärä, tässä tapauksessa sekunnissa.

Mutta tämä määritelmä ei riitä ymmärtämään täysin, mitä tämä käsite todella tarkoittaa ja mitä merkitystä sillä on meille, tavallisille käyttäjille.

Internetistä löydät monia artikkeleita tästä, mutta kaikista niistä puuttuu jotain.

Useimmiten tämä "jotain" on juuri se avain, joka voi avata oven ymmärrykseen.

Siksi yritimme kerätä kaikki perustiedot ikään kuin ne olisivat pulmia ja tehdä niistä yhtenäinen kuva.

Sisältö:

Yksityiskohtainen määritelmä

Joten, kellonopeus on toimintojen lukumäärä, jonka prosessori voi suorittaa sekunnissa. Tämä arvo mitataan hertseinä.

Tämä mittayksikkö on nimetty kuuluisan tiedemiehen mukaan, joka suoritti kokeita, joiden tarkoituksena oli tutkia jaksollisia eli toistuvia prosesseja.

Ja mitä tekemistä Hertzillä on operaatioiden sekunnissa kanssa?

Tämä kysymys herää lukiessa useimpia artikkeleita ihmisiltä, ​​jotka eivät opiskelleet fysiikkaa kovin hyvin koulussa (ehkä ilman omaa syytään).

Tosiasia on, että tämä yksikkö ilmaisee vain näiden hyvin jaksollisten prosessien taajuutta, eli toistojen lukumäärää sekunnissa.

Sen avulla voit mitata operaatioiden määrän lisäksi myös monia muita indikaattoreita. Jos esimerkiksi hengität 3 kertaa sekunnissa, hengitystaajuus on 3 hertsiä.

Mitä tulee prosessoreihin, täällä voidaan suorittaa erilaisia ​​​​toimintoja, jotka liittyvät tiettyjen parametrien laskemiseen.

Itse asiassa näiden parametrien laskelmien lukumäärää sekunnissa kutsutaan.

Noin yksinkertaista!

Käytännössä käsitettä "Hertz" käytetään erittäin harvoin, useammin kuulemme megahertseistä, kilohertseistä ja niin edelleen. Taulukko 1 esittää näiden arvojen "dekoodauksen".

Taulukko 1. Merkinnät

Entistä ja jälkimmäistä käytetään nykyään erittäin harvoin.

Eli jos kuulet, että sillä on 4 GHz, se voi suorittaa 4 miljardia toimintoa sekunnissa.

Ei missään nimessä! Nykyään tämä on keskiarvo. Varmasti pian kuulemme malleista, joiden taajuus on terahertsiä tai jopa enemmän.

Miten se muodostuu

Joten siinä sinulla on seuraavat laitteet:

• kellon resonaattori- on tavallinen kvartsikide, joka on suljettu erityiseen suojasäiliöön;
• kellogeneraattori- laite, joka muuntaa yhden tyyppisen tärinän toiseksi;
• metallinen kansi;
• dataväylä;
• textoliittisubstraatti johon kaikki muut laitteet on liitetty.

Joten kvartsikide, eli kelloresonaattori, värähtelee jännitteen kohdistamisen seurauksena. Tämän seurauksena muodostuu sähkövirran vaihteluita.

Alustaan ​​on kiinnitetty kellogeneraattori, joka muuntaa sähköiset värähtelyt pulsseiksi.

Ne siirretään dataväylille ja siten laskelmien tulos pääsee käyttäjälle.

Juuri näin kellotaajuus saadaan.

Mielenkiintoista on, että tästä käsitteestä on olemassa valtava määrä väärinkäsityksiä, erityisesti mitä tulee ytimien ja taajuuden väliseen suhteeseen. Siksi tästäkin kannattaa puhua.

Kuinka taajuus liittyy ytimiin

Ydin on itse asiassa prosessori. Tällä tarkoitetaan sitä kristallia, joka saa koko laitteen suorittamaan tiettyjä toimintoja.

Eli jos tietyssä mallissa on kaksi ydintä, se tarkoittaa, että siinä on kaksi kidettä, jotka on kytketty toisiinsa erityisellä väylällä.

Yleisen väärinkäsityksen mukaan mitä enemmän ytimiä, sitä korkeampi taajuus. Ei ole turhaa, että nyt kehittäjät yrittävät sovittaa niihin yhä enemmän ytimiä. Mutta se ei ole. Jos se on 1 GHz, vaikka siinä olisi 10 ydintä, se pysyy 1 GHz:nä, eikä siitä tule 10 GHz.

Aikana, jolloin matkapuhelimet olivat paksuja ja mustavalkoisia, prosessorit olivat yksiytimistä ja gigahertsit tuntuivat ylitsepääsemättömältä pyllyltä (20 vuotta sitten), ainoa ominaisuus suorittimen tehon vertailussa oli kellotaajuus. Kymmenen vuotta myöhemmin toinen tärkeä ominaisuus oli ytimien lukumäärä. Nykyään alle senttimetrin paksuisessa älypuhelimessa on enemmän ytimiä ja kellonopeus on suurempi kuin sen vuosien yksinkertaisessa tietokoneessa. Yritetään selvittää, mihin prosessorin kellonopeus vaikuttaa.

Prosessorin taajuus vaikuttaa nopeuteen, jolla prosessorin transistorit (ja niitä on sirussa satoja miljoonia) vaihtuvat. Se mitataan vaihtojen määränä sekunnissa ja ilmaistaan ​​miljoonina tai miljardeina hertseinä (megahertseinä tai gigahertseinä). Yksi hertsi on yksi prosessoritransistorien kytkentä sekunnissa, joten yksi gigahertsi on miljardi tällaista kytkentää samassa ajassa. Yksinkertaisesti sanottuna yhdelle kytkimelle ydin suorittaa yhden matemaattisen operaation.

Tavanomaista logiikkaa noudattaen voidaan päätellä, että mitä korkeampi taajuus, sitä nopeammin ytimien transistorit vaihtuvat, sitä nopeammin tehtävät ratkeavat. Tästä syystä ennen, kun suurin osa prosessoreista oli olennaisesti paranneltua Intel x86:ta, arkkitehtuurierot olivat minimaaliset, ja oli selvää, että mitä korkeampi kellotaajuus, sitä nopeampia laskelmia. Mutta ajan myötä kaikki on muuttunut.

Onko mahdollista verrata eri prosessorien taajuuksia?

2000-luvulla kehittäjät ovat opettaneet prosessorinsa käsittelemään useamman kuin yhden käskyn sykliä kohden. Siksi prosessorit, joilla on sama kellotaajuudet, mutta perustuvat erilaisiin arkkitehtuureihin, tuottavat erilaisia ​​suorituskykytasoja. Intel Core i5 2GHz ja Qualcomm Snapdragon 625 2GHz ovat kaksi eri asiaa. Vaikka toisessa on enemmän ytimiä, se on heikompi raskaissa tehtävissä. Siksi erityyppisten ytimien taajuutta ei voi verrata, on myös tärkeää ottaa huomioon erityinen suorituskyky (käskyjen suoritusten määrä kellojaksoa kohti).

Jos vedetään analogia autojen kanssa, niin kellotaajuus on nopeus km / h ja ominaistuottavuus on kantavuus kg. Jos lähistöllä ajaa henkilöauto (älypuhelimeen ARM-prosessori) ja kippiauto (x86-siru PC:lle), niin samalla nopeudella henkilöauto kuljettaa parisataa kiloa kerrallaan ja kuorma-auto useita tonneja. . Jos puhumme erityyppisistä ytimistä erityisesti älypuhelimille (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo), nämä ovat kaikki autoja, mutta eri kapasiteetilla. Näin ollen ero ei ole niin suuri, mutta myös merkittävä.

Voit verrata vain saman arkkitehtuurin ytimien kellotaajuuksia. Esimerkiksi MediaTek MT6750 ja Qualcomm Sanapdragon 625 sisältävät kumpikin 8 Cortex A53 -ydintä. Mutta MTK:n taajuus on jopa 1,5 GHz, kun taas Qualcommilla on 2 GHz. Siksi toinen prosessori toimii noin 33 % nopeammin. Mutta Qualcomm Snapdragon 652, vaikka sen taajuus on jopa 1,8 GHz, on nopeampi kuin 625-malli, koska se käyttää tehokkaampia Cortex A72 -ytimiä.

Mikä antaa korkean prosessoritaajuuden älypuhelimessa

Kuten olemme jo havainneet, mitä korkeampi kellotaajuus, sitä nopeammin prosessori toimii. Tämän seurauksena älypuhelimen suorituskyky korkeammalla taajuudella on suurempi. Jos yksi älypuhelimen prosessori sisältää 4 Kryo-ydintä 2 GHz:llä ja toinen - 4 samaa Kryo-ydintä 3 GHz:llä, toinen on noin 1,5 kertaa nopeampi. Tämä nopeuttaa sovellusten käynnistämistä, lyhentää käynnistysaikaa, mahdollistaa raskaan sivuston nopeamman käsittelyn selaimessa jne.

Kun valitset älypuhelimen korkeilla prosessoritaajuuksilla, sinun tulee kuitenkin myös muistaa, että mitä korkeammat ne ovat, sitä suurempi on energiankulutus. Siksi, jos valmistaja on purkanut enemmän gigahertsejä, mutta ei ole optimoinut laitetta kunnolla, se voi ylikuumentua ja siirtyä "kuristukseen" (pakotettu taajuuden nollaus). Tällainen haitta kärsi aikoinaan esimerkiksi Qualcomm Snapdragon 810.