Pentru ce este necesară viteza procesorului? Viteza ceasului procesorului crește sub sarcină

Frecvenţă? GHz? 2,6? Ghz?

Din punct de vedere tehnic, definiția sună astfel:

Viteza ceasului este numărul de cicluri de ceas produse într-o anumită perioadă de timp.

A fost și o pădure întunecată pentru mine când, în primul meu an, am scris asta într-un caiet în timp ce studiam pentru a deveni programator. Atunci eu, ca mulți acum, nu am înțeles deloc ce înseamnă asta și de ce era nevoie?

Voi explica cu exemple, va fi mai ușor de înțeles cum funcționează. Să începem.

Explicație cu exemplu

Să ne imaginăm că 1 hit pe o tobă muzicală este 1 ciclu de ceas pentru procesor. Luând două tobe pentru comparație, una este lovită de 120 de ori pe minut, a doua este lovită de 80 de ori pe minut, va fi evident că frecvența sunetului primei tobe este mai mare și mai tare decât cea a celei de-a doua.

Pentru un experiment independent, puteți lua un pix obișnuit în mână, timp 10 secunde și face 10 lovituri cu marginea stiloului pe masă, apoi faceți 20 de lovituri în același timp, rezultatul va fi același ca cu tobe.
De asemenea, trebuie să înțelegeți că, dacă un muzician are patru tobe în loc de una, atunci numărul de bătăi nu va fi înmulțit cu numărul de tobe, ci distribuit între toate, oferind astfel mai multe oportunități de a cânta sunete.

Ține minte! Numărul de nuclee nu este înmulțit cu gigaherți.

Și de aceea, nicăieri în descrieri nu există numere atât de mari precum 12Ghz sau 24GHz, etc., cu excepția cazului în rezultatele overclockării, și apoi puțin probabil.
Un microprocesor execută un anumit număr de instrucțiuni pe ciclu de ceas. Adică, cu cât frecvența ceasului este mai mare, cu atât mai multe comenzi executate într-un anumit interval de timp apar în interiorul microprocesorului.

Apropo, puteți afla ce este înăuntru în articolul „”, care a apărut deja pe blog. În plus, mai interesant, deci pentru a fi mereu la curent cu apariția articolelor noi.

În ce se măsoară și cum este desemnată?

În gigaherți sau megaherți, prescurtat ca - GHz sau MHz, Ghz sau Mhz.

3,2 Ghz = 3200 Mhz - acesta este același lucru, doar în cantități diferite.

Pe site-uri, frecvența este indicată diferit în descriere. Exemplele sunt prezentate mai jos și evidențiate cu albastru.

Influență la locul de muncă și la joacă

Când lucrați la un computer, acest parametru afectează:

• performanța sistemului
• receptivitatea și viteza de lucru
• putere de calcul
• executarea mai multor sarcini de rulare în același timp
• si multe altele.

Cum afectează jocurile? Depinde direct de câtă putere este necesară pentru joc. Producătorii recomandă utilizarea 3,0 GHz și mai mare. Totul depinde de joc în sine și de recomandările care vin cu el. Unde le pot urmări? Puteți citi în care am explicat totul în detaliu.

Unul dintre modelele CPU care are cea mai mare viteză de ceas la momentul scrierii este Intel i7−8700K.

Mulți, desigur, cred că acest parametru nu este cel mai important, dar acest indicator afectează direct performanța PC-ului, așa că dacă aveți posibilitatea de a achiziționa un gigahertz mai mare, vă sfătuiesc să îl luați în considerare.

În opinia mea, aș considera aceste modele optime pentru diverse sarcini:

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

Pentru ce sarcini sunt destinate? Puteți vedea cum în articol, ca să nu regretați mai târziu.

Nu listez prețurile pentru că se schimbă mereu, așa că aruncați o privire. Alegerea este a ta.

Sper că totul a devenit clar pentru tine. Voi termina aici. Pentru a fi la curent cu apariția unor articole noi, de înțeles și interesante pe blogul meu, lăsați comentarii, sunt mereu interesat de părerea dumneavoastră. Vă mulțumim pentru atenție. Ne vedem în articole noi.

Nume diferite pentru același parametru

Salutare dragi cititori. În articolul precedent am vorbit despre unde sunt descrise cele mai elementare lucruri. În această postare voi vorbi despre o astfel de caracteristică precum frecvența de bază a procesorului, despre care ar trebui să o cunoașteți, adăugând astfel informații care vă pot fi utile atunci când alegeți.

Explicație și exemplu despre cum funcționează

Tehnic sună așa: frecvența de bază sau nominală (acesta este același lucru) este indicatorul la care un microprocesor de computer efectuează numărul minim de cicluri de ceas.

Aceasta înseamnă că atunci când un computer efectuează un anumit număr de sarcini și nu trebuie să-și folosească toată puterea pentru a le îndeplini, funcționează la cicluri de ceas nominale. Exemple de sarcini: întreținerea sistemului de operare, vizualizarea fotografiilor, ascultarea muzicii, editarea textului.

In ce se masoara?

Această caracteristică este măsurată în megaherți (1200 MHz) sau gigaherți (1,2 GHz). Acest parametru este prezent atât în ​​Intel, cât și în AMD. Poate fi găsit și în descrierea produsului sau în caracteristicile produsului.

Pe multe alte site-uri din descriere puteți găsi termenul „de lucru sau permanent” - acesta este același lucru. Iată toate opțiunile posibile de nume care sunt disponibile pe site-uri:
Dacă totul este clar cum funcționează, atunci puteți verifica singur. Imaginați-vă că aveți un procesor cu o frecvență de bază de 2 GHz. Pentru a viziona un videoclip sau a asculta muzică, microprocesorul trebuie să folosească, de exemplu, 2400 Mhz din puterea sa, iar pentru a vizualiza fotografii va avea nevoie de 1,7 GHz. O întrebare cu o ghicitoare, ce frecvență va folosi piatra pentru a vizualiza fotografii?

Dacă doriți, puteți lăsa răspunsul în comentarii. Să facem asta, după 15 comentarii rămase, voi scrie răspunsul corect, de acord? Cred că da”. Să mergem mai departe.

Ce influențează acest indicator?

• Pentru consumul de energie
• La temperatura alocată

În procesoarele moderne, consumul de energie în pași mici devine din ce în ce mai mic, datorită noilor procese tehnice, fire și multe altele. În ciuda acestui fapt, trebuie să înțelegeți că cu cât performanța este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă energie, iar acolo unde există un consum mare de energie există întotdeauna o temperatură ridicată generată.

În articolul următor vă voi spune ce este mai important. Informații interesante, nu uitați să o citiți.

• Pentium G4600- constantă 3,6 GHz
• Core i3 8100- functioneaza 3,6 Ghz
• Pentium Gold G5400- nominal 3700 MHz

Și da, și pentru cei care sunt interesați - de asta magazin online Acum avem transport gratuit. Ei bine, asta e, o mică digresiune.

Asta e tot pentru mine. Comentați, exprimați-vă gândurile, scrieți etc. Alegerea este a ta. Vă mulțumim pentru atenție. Pa! Pa.

Schema circuitului procesorului

Bloc de control- controlează funcționarea tuturor blocurilor de procesor.

Bloc logic aritmetic- Efectuează calcule aritmetice și logice.

Registrele- un bloc pentru stocarea datelor și a rezultatelor de calcul intermediare - RAM-ul intern al procesorului.

Bloc de decodare- convertește datele în sistem binar.

Bloc de preluare anticipată- primește o comandă de la un dispozitiv (tastatură etc.) și solicită instrucțiuni din memoria sistemului.

Cache de nivel 1 (sau pur și simplu cache)- stochează instrucțiuni și date utilizate frecvent.

Cache de nivel 2- stochează datele utilizate frecvent.

Bloc autobuz- servește pentru introducerea și ieșirea informațiilor.

Această schemă corespunde procesoarelor cu arhitectură P6. Procesoarele de la Pentium Pro la Pentium III au fost create folosind această arhitectură. Procesoarele Pentium 4 sunt fabricate folosind noua arhitectură Intel® NetBurst. În procesoarele Pentium 4, memoria cache de nivel 1 este împărțită în două părți - memoria cache de date și memoria cache de instrucțiuni.

Specificațiile procesorului

Principalele caracteristici ale procesorului sunt viteza de ceas, adâncimea de biți și dimensiunea cache-ului de nivel 1 și 2.

Frecvența este numărul de vibrații pe secundă. Viteza ceasului este numărul de cicluri de ceas pe secundă. După cum se aplică procesorului:

Frecvența ceasului este numărul de operații pe care procesorul le poate efectua pe secundă.

Aceste. Cu cât un procesor poate efectua mai multe operații pe secundă, cu atât rulează mai repede. De exemplu, un procesor cu o frecvență de ceas de 40 MHz efectuează 40 de milioane de operații pe secundă, cu o frecvență de 300 MHz - 300 de milioane de operații pe secundă, cu o frecvență de 1 GHz - 1 miliard de operații pe secundă.

Până în 2003, viteza procesorului a atins 3 GHz.

Există două tipuri de viteză de ceas - internă și externă.

Viteza ceasului intern- aceasta este frecvența de ceas la care se lucrează în interiorul procesorului.

Frecvența ceasului extern sau frecvența magistralei de sistem- aceasta este frecvența de ceas la care se fac schimb de date între procesor și memoria RAM a computerului.

Până în 1992, procesoarele aveau aceleași frecvențe interne și externe, iar în 1992 Intel a introdus procesorul 80486DX2, în care frecvențele interne și externe erau diferite - frecvența internă era de 2 ori mai mare decât cea externă. Două tipuri de astfel de procesoare au fost lansate cu frecvențe de 25/50 MHz și 33/66 MHz, apoi Intel a lansat procesorul 80486DX4 cu frecvență internă triplă (33/100 MHz).

De atunci, și alte companii producătoare au început să producă procesoare cu frecvență internă dublă, iar IBM a început să producă procesoare cu frecvență internă triplă (25/75 MHz, 33/100 MHz și 40/120 MHz).

La procesoarele moderne, de exemplu, cu o viteză de ceas a procesorului de 3 GHz, frecvența magistralei de sistem este de 800 MHz.

Dimensiunea procesorului determinat de capacitatea registrelor sale.

Un computer poate funcționa simultan cu un set limitat de informații. Acest set depinde de adâncimea de biți a registrelor interne. O cifră este o unitate de stocare a informațiilor. Într-un ciclu de lucru, un computer poate procesa cantitatea de informații care se pot încadra în registre. Dacă registrele pot stoca 8 unități de informații, atunci acestea sunt pe 8 biți, iar procesorul este pe 8 biți, dacă registrele sunt pe 16 biți, atunci procesorul este pe 16 biți etc. Cu cât este mai mare capacitatea procesorului, cu atât poate procesa mai multe informații într-un singur ciclu de ceas, ceea ce înseamnă că procesorul funcționează mai repede.

Procesorul Pentium 4 este pe 32 de biți.

Dimensiunea cache de nivel 1 și 2 afectează și performanța procesorului.

Procesorul Pentium III are un cache de nivel 1 de 16 KB și un cache de nivel 2 de 256 KB.

Procesoarele Pentium 4 au un cache de date L1 de 8 KB, un cache de instrucțiuni L1 de 12.000 de comenzi și un cache de instrucțiuni L2 de 512 KB.

După cum știți, viteza procesorului este numărul de operații efectuate pe unitatea de timp, în acest caz, pe secundă.

Dar această definiție nu este suficientă pentru a înțelege pe deplin ce înseamnă de fapt acest concept și ce semnificație are pentru noi, utilizatorii obișnuiți.

Puteți găsi multe articole pe acest subiect pe Internet, dar tuturor le lipsește ceva.

Cel mai adesea, acest „ceva” este chiar cheia care poate deschide ușa înțelegerii.

Prin urmare, am încercat să colectăm toate informațiile de bază, ca și cum ar fi un puzzle, și să le punem împreună într-o singură imagine holistică.

Continut:

Definiție detaliată

Deci, viteza de ceas este numărul de operațiuni pe care un procesor le poate efectua pe secundă. Această valoare este măsurată în Herți.

Această unitate de măsură poartă numele unui om de știință celebru care a efectuat experimente menite să studieze procesele periodice, adică repetate.

Ce legătură are Hertz cu operațiunile într-o secundă?

Această întrebare apare atunci când citesc majoritatea articolelor la oameni care nu au studiat fizica foarte bine la școală (poate din vina lor).

Faptul este că această unitate denotă exact frecvența, adică numărul de repetări ale acelorași procese periodice pe secundă.

Vă permite să măsurați nu numai numărul de operațiuni, ci și diverși alți indicatori. De exemplu, dacă faceți 3 intrări pe secundă, atunci rata de respirație este de 3 Herți.

În ceea ce privește procesoarele, aici pot fi efectuate o varietate de operații, care se rezumă la calcularea anumitor parametri.

De fapt, numărul de calcule ale acelorași parametri pe secundă se numește .

Ce simplu este!

În practică, conceptul „Hertz” este folosit extrem de rar, auzim mai des despre megaHertz, kiloHertz și așa mai departe. Tabelul 1 arată „decodificarea” acestor valori.

Tabelul 1. Denumiri

Primele și ultimele sunt utilizate în prezent extrem de rar.

Adică, dacă auzi că are 4 GHz, atunci poate efectua 4 miliarde de operații în fiecare secundă.

Deloc! Aceasta este media azi. Cu siguranță, foarte curând vom auzi despre modele cu o frecvență de teraherți sau chiar mai mult.

Cum se formează

Deci, în ea există următoarele dispozitive:

• rezonator de ceas– este un cristal de cuarț obișnuit, închis într-un recipient special de protecție;
• generator de ceas– un dispozitiv care convertește un tip de vibrație în altul;
• capac metalic;
• magistrala de date;
• substrat de textolit, la care sunt atașate toate celelalte dispozitive.

Deci, un cristal de cuarț, adică un rezonator de ceas, formează oscilații datorită alimentării cu tensiune. Ca urmare, se formează oscilații ale curentului electric.

La substrat este atașat un generator de ceas, care transformă oscilațiile electrice în impulsuri.

Acestea sunt transmise către magistralele de date și astfel rezultatul calculelor ajunge la utilizator.

Exact așa se obține frecvența ceasului.

Este interesant că există un număr mare de concepții greșite cu privire la acest concept, în special în ceea ce privește legătura dintre nuclee și frecvență. Prin urmare, merită să vorbim și despre asta.

Cum se raportează frecvența la nuclee

Nucleul este, de fapt, procesorul. Prin aceasta înțelegem chiar cristalul care obligă întregul dispozitiv să efectueze anumite operații.

Adică, dacă un anumit model are două nuclee, aceasta înseamnă că conține două cristale care sunt conectate între ele folosind o magistrală specială.

Conform unei concepții greșite obișnuite, cu cât sunt mai multe nuclee, cu atât frecvența este mai mare. Nu degeaba dezvoltatorii încearcă acum să integreze din ce în ce mai multe nuclee în ele. Dar asta nu este adevărat. Dacă este de 1 GHz, chiar dacă are 10 nuclee, tot va rămâne 1 GHz și nu va deveni 10 GHz.

Într-o perioadă în care telefoanele mobile erau groase și alb-negru, procesoarele erau cu un singur nucleu, iar gigahertzul părea o bară de netrecut (acum aproximativ 20 de ani), singura caracteristică pentru compararea puterii procesorului era viteza de ceas. Un deceniu mai târziu, a doua caracteristică importantă a fost numărul de nuclee. În zilele noastre, un smartphone, gros de mai puțin de un centimetru, conține mai multe nuclee și are o viteză de ceas mai mare decât un simplu PC din acei ani. Să încercăm să ne dăm seama ce afectează viteza procesorului.

Frecvența procesorului afectează viteza cu care tranzistoarele procesorului (și există sute de milioane de ei în interiorul cipului) comută. Se măsoară în numărul de comutări pe secundă și se exprimă în milioane sau miliarde de herți (megaherți sau gigaherți). Un hertz este o comutare a tranzistorilor procesorului pe secundă, prin urmare, un gigahertz este un miliard de astfel de comutări în același timp. Într-un singur comutator, pentru a spune simplu, nucleul efectuează o operație matematică.

Urmând logica obișnuită, putem ajunge la concluzia că cu cât frecvența este mai mare, cu atât tranzistoarele din nuclee comută mai repede, cu atât problemele sunt rezolvate mai repede. De aceea, în trecut, când cea mai mare parte a procesoarelor era în esență îmbunătățită Intel x86, diferențele arhitecturale erau minime și era clar că cu cât frecvența ceasului era mai mare, cu atât calculele erau mai rapide. Dar de-a lungul timpului, totul s-a schimbat.

Este posibil să comparăm frecvențele diferitelor procesoare?

În secolul 21, dezvoltatorii și-au învățat procesoarele să proceseze nu doar o instrucțiune pe ceas, ci mai multe. Prin urmare, procesoarele cu aceeași frecvență de ceas, dar bazate pe arhitecturi diferite, produc niveluri diferite de performanță. Intel Core i5 2 GHz și Qualcomm Snapdragon 625 2 GHz sunt lucruri diferite. Deși al doilea are mai multe nuclee, va fi mai slab în sarcini grele. Prin urmare, frecvența diferitelor tipuri de nuclee nu poate fi comparată, de asemenea, este important să se țină cont de performanța specifică (numărul de execuții de instrucțiuni pe ciclu de ceas).

Dacă facem o analogie cu mașinile, atunci frecvența ceasului este viteza în km/h, iar productivitatea specifică este capacitatea de încărcare în kg. Dacă o mașină (procesor ARM pentru un smartphone) și un basculant (cip x86 pentru un computer) circulă în apropiere, atunci la aceeași viteză mașina va transporta câteva sute de kilograme la un moment dat, iar camionul va transporta câteva tone. . Dacă vorbim despre diferite tipuri de nuclee special pentru smartphone-uri (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) - atunci acestea sunt toate mașini de pasageri, dar cu capacități diferite. În consecință, aici diferența nu va fi atât de mare, dar totuși semnificativă.

Puteți compara doar vitezele de ceas ale nucleelor ​​pe aceeași arhitectură. De exemplu, MediaTek MT6750 și Qualcomm Sanapdragon 625 conțin fiecare 8 nuclee Cortex A53. Dar MTK are o frecvență de până la 1,5 GHz, iar Qualcomm are o frecvență de 2 GHz. În consecință, al doilea procesor va funcționa cu aproximativ 33% mai rapid. Însă Qualcomm Snapdragon 652, deși are o frecvență de până la 1,8 GHz, este mai rapid decât modelul 625, deoarece folosește nuclee Cortex A72 mai puternice.

Ce face o frecvență înaltă a procesorului într-un smartphone?

După cum am aflat deja, cu cât frecvența ceasului este mai mare, cu atât procesorul rulează mai repede. În consecință, performanța unui smartphone cu un chipset de frecvență mai mare va fi mai mare. Dacă un procesor de smartphone conține 4 nuclee Kryo la 2 GHz, iar al doilea conține 4 nuclee Kryo din aceleași la 3 GHz, atunci al doilea va fi de aproximativ 1,5 ori mai rapid. Acest lucru va accelera lansarea aplicațiilor, va reduce timpul de pornire, va permite site-urilor grele să fie procesate mai rapid în browser etc.

Cu toate acestea, atunci când alegeți un smartphone cu frecvențe înalte de procesor, trebuie să vă amintiți și că, cu cât acestea sunt mai mari, cu atât este mai mare consumul de energie. Prin urmare, dacă producătorul a crescut mai mult gigaherți, dar nu a optimizat corespunzător dispozitivul, acesta se poate supraîncălzi și intra în „reglare” (resetare forțată a frecvențelor). De exemplu, Qualcomm Snapdragon 810 a suferit odată un astfel de dezavantaj.