Тактовая частота современного процессора – Что такое тактовая частота процессора (CPU)? Тактовая частота одноядерного и многоядерного процессора.

Содержание

Частота процессора и правильное ее понимание

Если брать сугубо специфические характеристики процессоров, то тактовая частота является наиболее известным параметром. Поэтому необходимо конкретно разобраться с этим понятием. Также, в рамках данной статьи, мы обсудим понимание тактовой частоты многоядерных процессоров, ведь там есть интересные нюансы, которые знают и учитывают далеко не все.

Достаточно продолжительное время разработчики делали ставки именно на повышение тактовой частоты, но со временем, "мода" поменялась и большинство разработок уходят на создание более совершенной архитектуры, увеличения кэш-памяти и развития многоядерности, но и про частоту никто не забывает.

Что же такое тактовая частота процессора?

Для начала нужно разобраться с определением «тактовая частота». Тактовая частота показывает нам, сколько процессор может произвести вычислений в единицу времени. Соответственно, чем больше частота, тем больше операций в единицу времени может выполнить процессор. Тактовая частота современных процессоров, в основном, составляет 1,0-4ГГц. Она определяется умножением внешней или базовой частоты, на определённый коэффициент. Например, процессор Intel Core i7 920 использует частоту шины 133 МГц и множитель 20, в результате чего тактовая частота равна 2660 МГц.

Частоту процессора можно увеличить в домашних условиях, с помощью разгона процессора. Существуют специальные модели процессоров от AMD и Intel, которые ориентированы на разгон самим производителем, к примеру Black Edition у AMD и линейки К-серии у Intel.

Хочу отметить, что при покупке процессора, частота не должна быть для вас решающим фактором выбора, ведь от нее зависит лишь часть производительности процессора.

Понимание тактовой частоты (многоядерные процессоры)

Сейчас, почти во всех сегментах рынка уже не осталось одноядерных процессоров. Ну оно и логично, ведь IT-индустрия не стоит на месте, а постоянно движется вперёд семимильными шагами. Поэтому нужно чётко уяснить, каким образом рассчитывается частота у процессоров, которые имеют два ядра и более.

Посещая множество компьютерных форумов, я заметил, что существует распространенное заблуждение насчёт понимания (высчитывания) частот многоядерных процессоров. Сразу же приведу пример этого неправильного рассуждения: «Имеется 4-х ядерный процессор с тактовой частотой 3 ГГц, поэтому его суммарная тактовая частота будет равна: 4 х 3ГГц=12 ГГц, ведь так?»- Нет, не так.

Я попробую объяснить, почему суммарную частоту процессора нельзя понимать как: « количество ядер х указанную частоту».

Приведу пример: «По дороге идёт пешеход, у него скорость 4 км/ч. Это аналогично одноядерному процессору на N ГГц. А вот если по дороге идут 4 пешехода со скоростью 4 км/ч, то это аналогично 4-ядерному процессору на N ГГц. В случае с пешеходами мы не считаем, что их скорость будет равна 4х4 =16 км/ч, мы просто говорим: "4 пешехода идут со скоростью 4 км/ч". По этой же причине мы не производим никаких математических действий и с частотами ядер процессора, а просто помним, что 4-ядерный процессор на N ГГц обладает четырьмя ядрами, каждое из которых работает на частоте N ГГц».

То есть, по сути, частота процессора от количества ядер не изменяется, увеличивается лишь производительность процессора. Это нужно понимать и помнить.


Перейти к статье: основные характеристики процессоров (открывается в новой вкладке)


Что такое тактовая частота процессора и на что она влияет

Каждому пользователю хочется обзавестись компьютером, способным быстро выполнять любые задачи. Для любителей игр и программистов важно, чтобы персональный компьютер был еще и производительным. Во время выбора подходящей модели ПК опытные и неопытные пользователи первым делом смотрят на характеристики центрального процессора – «мозгового» центра любой электронной вычислительной машины.

Важным показателем ЦП выступает тактовая частота, которая характеризует способность компьютера производить определенное количество вычислительных операций за одну единицу времени. Раньше производители делали ставку на увеличение частоты, но в последнее время принципы IT-индустрии изменились, ровно как стали другими принципы создания современных микропроцессоров. В этой статье расскажем о тактовой частоте процессора и ее влиянии на производительность процессора.

Что такое тактовая частота процессора

Тактовая частота процессора – это количество тактов или операций, которые он выполняет за 1 секунду. Она измеряется в герцах – единицах измерения, обозначаемых как ГЦ или HZ в англоязычном варианте. Чем больше операций или тактов процессор выполняет за одну секунду, тем выше его производительность. Логично, что чем больше тактовая частота CPU, тем мощнее и продуктивнее ПК.

тактовая частота процессора

Рассчитать частоту любого ЦП можно путем произведения показателя частоты шины и специального коэффициента, который называют множителем. Например, рабочая частота шины топового процессора Intel i7-8700K составляет 100 МГц, а свободный множитель (определяется изготовителем) равняется 37. Путем умножения получаем показатель тактовой частоты CPU – 3.7 ГГц (или 3700 МГц). Частота последних моделей ЦП от передовых изготовителей варьируется в пределах от 1 до 4 ГГц.

Главная сложность в расчете и понимании тактовой частоты процессора заключается в том, что одинаковые задачи могут исполняться за совершенно разное количество тактов. Под тактом принято понимать электрический импульс, который проходит через все составляющие персонального компьютера с целью синхронизации их работы. Получается, что один CPU может справиться с поставленной задачей за один такт, когда другой процессор выполнит эту же команду только за четыре такта. При этом частота первого ЦП – 400 МГц, а второго целых 800 МГц. Почему так происходит? Показатель производительности к тому же напрямую зависит от архитектуры и устройства «мозга» компьютера. Первый чип с меньшей частотой во время работы окажется производительнее второго.

Конечно, чем выше значение рабочей частоты процессора, тем лучше. Но думать, что только эта характеристика отображает скорость работы «мозгов» компьютера или ноутбука, не совсем правильно. Сейчас на рынке IT фактически не осталось CPU с одним. Компании производители в лице Intel и AMD делают ставку на выпуск процессоров с двумя, четырьмя, шестью и большим количеством ядер. Важно помнить, что в многоядерном CPU показатели отдельных ядер не складываются. Если перед вами процессор Intel Core i3-2100 с двумя ядрами и тактовой частотой 3100 МГц, это не будет значить, что в сумме он обладает 6200 МГц.

В такой архитектуре ядра выполняют задачи параллельно: они разбивают одну команду на несколько частей, обрабатывают их, и в заключительной стадии формируют общий ответ. В результате команды обрабатываются быстрее, а это значит, что процессор с двумя ядрами работает производительнее одноядерного. Однако двукратного прироста не происходит.

Как посмотреть тактовую частоту процессора

Известно несколько способов, как узнать частоту процессора на своем персональном компьютере. Самый простой – заглянуть в свойства ПК. Если возникла необходимость узнать тактовую частоту, выполните следующие действия:

  1. Перейдите в «Мой Компьютер», путем открытия ярлыка на рабочем столе.
  2. В открывшемся окне нажмите правой кнопкой мыши на пустой области.
  3. Выберите пункт «Свойства».
  4. В следующем окне обратите внимание на центральную область экрана, а именно на блок «Система».
  5. В строке «Процессор» отображены все важные характеристики ЦП.

частота процессора в свойствах компьютера

Кроме стандартных методов есть еще и обширные способы проверки – с помощью стороннего софта. Лучшей утилитой, отображающей характеристики ключевых компонентов компьютера, считается CPU-Z.

частота процессора в cpu-z

Достаточно выполнить её установку на ПК и запустить. В окошке «Тактовая частота» она отображает то, что нужно.

Как увеличить тактовую частоту процессора

Перед выпуском продукции каждый уважающий себя производитель тестирует её и определяет функциональные возможности. Что касается процессоров, то, прежде чем попасть на прилавок магазина, они проходят экстремальные испытания в условиях с повышенным напряжением и температурой. По окончанию теста производитель определяет максимальные частоты. Однако в ходе испытания не все кристаллы тестируются, а сам изготовитель оставляет запас прочности, равный 10-15% от возможностей изделия. Поэтому по тактовой частоте у большинства процессоров есть запас, который составляет 15% и даже больше.

Увеличение тактовой частоты, в рамках возможностей процессора, называют разгоном. Популярность этой процедуры полностью обоснована: у пользователя есть возможность «заставить» работать процессор быстрее и сделать компьютер мощнее и продуктивнее без затрат. Если множитель разблокирован заводом-изготовителем, то разгон выполняется путем его увеличения. Изменяя значение множителя, пользователь воздействует на тактовую частоту ЦП без влияния на работу других компонентов. Если множитель заблокирован, то разгон может выполняться путем повышения частоты шины процессора, но такой способ доступен не всегда.

Обычно разгон выполняется через настройки BIOS. Например, на картинке внизу показаны настройки BIOS, в которых можно изменить частоту шины процессора и его множитель. Редактируя эти параметры, пользователь может управлять итоговой частотой CPU.

увеличение частоты процессора через bios

Но, у разгона есть и ряд недостатков. Так, с увеличением частоты процессора растет его температура и снижается стабильность работы. Если за этими параметрами не следить, то процессор может перегреваться и вызывать перезагрузку компьютера. Поэтому при выполнении разгона необходимо выполнять тщательное тестирование, для того чтобы определить с какими настройками компьютер сможет работать длительное время без перегрева или вылетов.


Посмотрите также

Интересные цифры. Как росла частота процессоров | Блог

Процессоры для персональных компьютеров прошли огромный путь с 70-х годов прошлого века и до наших дней. Давайте вспомним самые интересные процессоры и то, как росла их тактовая частота год за годом, от 2-4 МГц в 70-х и до 5000 МГц в 2019 году.

Что значат "МГц" процессора?

Тактовая частота процессоров - это одна из их главных характеристик. Она характеризует производительность процессора, через количество выполняемых операций в секунду. Однако процессоры с одной и той же тактовой частотой нельзя сравнивать "в лоб", они могут иметь различную производительность, так как на выполнение одной операции разным системам может требоваться различное количество тактов.

Яркий пример - процессоры AMD и Intel, иногда отличающиеся по частотам на 30-40% при сопоставимой производительности.

70-е годы

В конце 70-х годов прошлого века произошел бурный рост рынка процессоров для домашних компьютеров. В те годы еще не были оформлены стандарты компьютерных платформ и каждый производитель старался создать уникальный компьютер. Еще в 1974 году компания Intel выпустила 8-битный микропроцессор

Intel 8080, работающий на частоте от 2 до 4 МГц.

Другие производители не заставили себя долго ждать, Motorola представила процессор 6800, работающий на частоте 2 МГц, а годом спустя компания MOS Technology выпускает процессор 6502 с частотой лишь 1 МГц.

В 1976 году на рынок был выпущен процессор Zilog Z80 с частотами от 2,5 до 8 МГц. Это был уже серьезный прирост частоты.

Несмотря на то, что названия этих процессоров мало что говорят современному пользователю ПК, на них была построена масса популярных компьютеров и игровых приставок: микрокомпьютер Altair-8800, Dendy (Nintendo Entertainment System), Apple I, Apple II, Commodore PET и популярнейший Sinclair ZX-Spectrum.

В 1978 году компания Intel выпустила первый 16-битный микропроцессор 8086 с частотами 4 МГц — 10 МГц, его можно назвать прадедушкой процессоров, работающих в наших ПК и основателем платформы PC компьютеров.

80-е годы

Далее произошел скачек производительности процессоров с выходом Intel 80286 в 1982 году. Он работал на невысоких частотах — от 6 МГц, до 12,5 МГц. А вот последующий за ним Intel 80386 в 1985 году принес большой рост и производительности, и частоты, которая доходила до 40 МГц. AMD уже тогда выпускала конкурентов — процессор Am386DX на 40 МГц.

В 1989 году выходит Intel 80486 с частотами 25 МГц — 50 МГц.

90-е годы

Знаменитые процессоры Pentium, на базе архитектуры P5, выходят в 1993 году с частотами 60 МГц или 66 МГц и достигают огромных, по тем меркам, частот в 100-233 МГц у Pentium MMX, к концу 90-х годов. Параллельно развиваются процессоры PowerPC, DEC Alpha и некоторые другие, но они мало интересны пользователям ПК.

Постепенно накапливающиеся технологические и инженерные успехи приводят в 1995 году к смене архитектур и на рынок выходит архитектура P6 — CISC-платформа с RISC-ядром. На ней работает знакомый многим Pentium II, вышедший в 1997 году и имевший частоты до 450 МГц. А Pentium III, пришедший ему на смену в 1998 году, уже работал на частоте от 600 МГц (ядро Katmai), до 1130 МГц на ядре Coppermine в 1999 году.

1000 МГц был впечатляющей планкой в 1999 году и перепрыгнуть ее первой старались и Intel и AMD. AMD выпустила новейший процессор Athlon, работающий на частоте 1000 МГц, 6 марта 2000 года и первой покорила рубеж 1000 МГц. Intel не хватило всего 2 дня для победы, она выпустила процессор Pentium III с частотой 1000 МГц 8 марта 2000 года.

2000-е годы

В 2001 году процессоры Pentium III получили ядро Tualatin и частоты до 1400 МГц. У AMD в это время были очень удачные процессоры Athlon и Duron на ядре Thunderbird с частотами до 1400 МГц. Поскольку частоты перевалили за 1000 МГц, теперь проще называть их гигагерцами (ГГц).

Дальше началась захватывающая война между Pentium 4 от Intel и Athlon XP от AMD. Pentium 4 начал с 1.4 ГГц в 2000 году и быстро дошел до 2 ГГц в 2001 году. Athlon XP в 2001 году смог покорить 1,6 ГГц. Так как производительность на МГц у него была выше, AMD ввела так называемый P-рейтинг, который показывал производительность процессоров Athlon XP относительно сопоставимого по мощности процессора Pentium 4 от Intel. Поэтому модель с реальной частотой 1.6 ГГц имела обозначение 1900+.

В 2002 году Pentium 4 достигли частот 3 ГГц, в 2003 — 3.2 ГГц, в 2004 — 3.4 ГГц, в 2005 — 3.8 ГГц. На этом диапазоне частот хотелось бы заострить внимание, во-первых, заметно резкое замедление прироста частот. Процессоры уперлись в технологический потолок, даже сейчас большинство выпускаемых моделей имеют частоты из диапазона 3.2-3.8 ГГц, а ведь достигнуты они были 15 лет назад.

С трудом современные массовые процессоры перевалили потолок в 4 ГГц и сейчас штурмуют 5 ГГц. Intel Core i9-9900KS — первый процессор, который с заводскими настройками работает на частоте 5 ГГц по всем ядрам.

В 2006 году процессор Intel Pentium D960 работал на частоте 3.6 ГГц, Athlon 64 FX-60 на ядре Toledo, на 2.6 ГГц. Гонка частот практически остановилась.

Последующие Core 2 Duo и Core 2 Quad работали все на тех же частотах, что и предшественники. Процессоры Intel Core i3/i5/i7 на микроархитектуре Bloomfield, Gulftown, Sandy Bridge, Ivy Bridge, тоже работали на частотах до 4 ГГц.

2010-е годы

У AMD сменились процессоры Athlon 64 X2, Athlon II, Phenom, Phenom II, не выходя за рамки 4 ГГц. В 2011 году процессоры на архитектуре Bulldozer смогли в турбобусте покорить частоты выше 4 ГГц. У Intel первыми это смогли сделать Core i7 4790K, на ядре Haswell, в 2014 году.

AMD и Intel вели жестокую борьбу за рынок процессоров и цифра 5 ГГц была очень важна. Битва за нее развернулась нешуточная, и победила в ней AMD с FX-9590 на ядре Vishera в 2013 году.

Но это была чисто маркетинговая победа, FX-9590 имел ужасающее энергопотребление в 220 ватт и плачевную производительность. Это не позволило ему стать массовым. Intel смогла достичь заветной цифры в 5 ГГц процессором Core i7-8086K на ядре Coffee Lake лишь в 2018 году.

Наши дни

На сегодняшний день массовые процессоры AMD Ryzen 3000-й серии и Intel Coffee Lake Refresh имеют частоты по всем ядрам в районе 3.9-4.7 ГГц и постепенно подбираются к 5 ГГц при нагрузке на все ядра. 2020 год обещает быть насыщенным в плане анонса новых процессоров, посмотрим, какие частоты покажут AMD Ryzen 4000-й серии и Intel Core десятого поколения.

Может быть, цифра 5 ГГц наконец-то станет массовой, и процессоры начнут покорять 6 ГГц?

В следующих блогах цикла "Интересные цифры" я расскажу о росте частот графических процессоров, объема ОЗУ и жестких дисков персональных компьютеров.

Как выбрать центральный процессор для ПК

Содержание:

  • Что такое сокет?
  • Классификация процессоров
  • Тактовая частота процессора
  • Число ядер и потоков в процессоре
  • Встроенная графика
  • Разгон процессора
  • Виды комплектаций

Что такое сокет?

Сокетом считается разъем на материнской плате, в который ставится центральный процессор. Размеры, число и порядок контактов в некоторых случаях варьируются в разных платформах. К тому же, AMD и Intel имеют отличающиеся друг от друга типы сокетов. В AMD все еще используется формат, при котором ножки расположены именно на процессоре. В случае с Intel, они на нем находятся только контакты, а пины установлены в сокете материнской платы.

Совпадающий сокет не всегда свидетельствует о полной совместимости с процессором. Ознакомиться со списками поддерживаемых процессоров всегда можно на интернет-ресурсах производителей материнских плат.

Рассмотрим современные виды сокетов:

  • AM4 – используется процессорами AMD для различного рода задач: от игр до офисной работы. Данная платформа совместима с CPU семейства Ryzen и с APU, имеющим в себе мощное видеоядро. В моделях Ryzen с индексом G установлена графическая подсистема.
  • TR4 – сокет, используемый процессорами AMD Threadripper. Обычно им пользуются специалисты, нуждающиеся в наибольшей производительности. В процессорах установлено до 32 ядер и имеется 4-канальный контроллер памяти.
  • Одной из наиболее выпускаемых моделей сокетов для процессоров Intel является LGA 1151_v2. Для него доступны как бюджетные варианты вроде Celeron и Pentium, так и более производительные процессоры серии Core.
  • Как и в случае с AMD, у Intel есть вариант, предназначенный для работы тех, кто гонится за сверхпроизводительностью – это LGA 2066. На данный сокет можно поставить Core i9, являющийся одним из самых мощных на рынке.

В случае установки процессоров на некоторые типы материнских плат возможно потребуется обновление системы BIOS.

Классификация процессоров

Для компьютеров, не требующих огромной производительности, есть семейства AMD Athlon с одной стороны, и Intel Pentium/Celeron с другой. Данные CPU не сильно нагреваются, в связи с чем не требуют сильного охлаждения во время работы.

AMD Ryzen и Intel Core – главные игроки рынка на данный момент.

Для домашнего компьютера отлично подойдет AMD Ryzen 3 или INtel Core i3 – оба варианта являются прекрасными вариантами для не особо требовательных к мощности игр.

В случае, если требуется производительность выше, используются AMD Ryzen 5/7 или Intel core i5/i7 – такие процессоры отлично подойдут стримерам, геймерам и работникам с программами, требующими наибольшей производительности.

Threadripper и Core i9 являются наиболее производительными на рынке и в основном применяются теми, кто нуждается в железе, способном производить сложные расчеты.

Каждое семейство делится на поколения и классы, определяющие стоимость процессора и уровень его производительности. В большинстве случаев это обозначается буквенно-цифровым кодом.

AMD FX – это уже устаревшая линейка процессоров, все еще способных поддерживать память DDR3. Такие комплектующие не рекомендуются покупать, в силу своей устарелости и медленной работоспособности. Не нужно обращать внимания на заманчивую цену такого железа, ведь потом все равно придется столкнуться с проблемами совместимости таких процессоров с железом поновее.

Тактовая частота процессора

От значения этого параметра зависит количество операций, которое может совершать процессор в секунду. Единица измерения частоты указывается в мегагерцах и гигагерцах.

В части процессоров применяется система увеличения частоты, основанная на изменении рабочей среды: высокие нагрузки, повышение потребления энергии, высокое тепловыделение.

Так вышло, что тактовая частота являлась основной характеристикой, по которой определяли быстроту действия процессора. На данный момент это не совсем так, сравнивать по такому критерию стоит лишь процессоры одной линейки, одного поколения и идентичного количества ядер.

Это работает таким образом, что железо чип последнего поколения будет быстрее своего соперника как минимум потому, что он построен не на устаревшей архитектуре.

Число ядер и потоков в процессоре

Нагрузка системы всегда равномерно распределяется по нескольким вычислительным блокам – это возможно благодаря нескольким ядрам в процессоре.

Производительность увеличивается в том случае, если программа, используемая пользователем, поддерживает многопоточность обработки данных. В таком случае, работоспособность будет увеличиваться пропорционально числу ядер.

В случае, если включено несколько программ, каждое из которых полностью загружает ядро, достаточное количество ядер сможет полностью справиться с нагрузкой без лишних подвисаний и тормозов системы.

Охарактеризуем для чего нужно разное количество ядер:

  • Два ядра – решение простых офисных задач;
  • Четыре ядра – времяпровождение в играх, создание видеомонтажей, работа в графических редакторах;
  • Шесть ядер и двенадцать потоков – идеальный вариант для игрового ПК. Разработка ПО, стриминг, видеообработка – все это характерно для данного числа ядер;
  • Восемь ядер и шестнадцать потоков – используется в основном или киберспортсменами, или специалистами, для обработки данных различного уровня;
  • Десять и более ядер – используется рабочими станциями, требующими наибольшей на данный момент производительности.

Подметим, что сравнение количества ядер и потоков между Intel и AMD будет довольно бесполезным занятием. Это объясняется тем, что один из процессоров может иметь большую тактовую частоту, но проигрывать по количеству ядер и потоков – в таком случае производительность обоих моделей будет примерно равна. Еще одним отличием будет разное строение архитектуры CPU. Примеры можно продолжать очень долго, поэтому просто стоит запомнить, что ядра и потоки стоит сравнивать только в рамках одного производителя, а не двух.

Встроенная графика

Большое количество процессоров имеет в себе интегрированное графическое ядро, позволяющее использовать видеовыходы на материнской плате, при условии их наличия конечно же. В случае, если пользователь желает купить и установить дискретную видеокарту, такая функция окажется для него бесполезной – иметь сразу два устройства, способных обрабатывать данные и выводить их на экран просто бессмысленно.

При наличии такого ядра всегда имеется возможность иметь резервный источник видеосигнала, в случае выхода из строя видеокарты. Правда в таком случае не получится поиграть в современные игры на высоких конфигурациях графики, но возможность продолжать работу и просматривать видео все еще останется.

Разгон процессора

Если в планы покупателя входит раскрытие потенциала процессора на полную мощность, то нужно будет выбирать среди моделей с разблокированным множителем. В таком случае, можно повысить тактовую частоту чипа, тем самым разогнав его. Обычно можно разогнать процессор до 50% дополнительной производительности,все зависит от модели и производителя.

Правда есть одна проблема, такое повышение частоты вполне возможно приведет к выходу из строя одной из комплектующих, в связи с перегревом или обыкновенным переразгоном. Всегда нужно понимать, в каких случаях системе охлаждения и питания процессора удастся справиться с нагрузкой, а когда лучше не рисковать техникой и не стремится к излишнему быстродействию.

Для того, чтобы иметь возможность разгонять процессор, нужно не только иметь разблокированный множитель, но и материнскую плату, поддерживающую данную функцию. Все модели AMD Ryzen предназначены для разгона, в отличии от Intel, процессоры которых обозначаются буквой «K» на конце, в случае ограниченности множителя.

Виды комплектаций

Здесь есть только два варианта: BOX и OEM.

  • BOX – заводская коробка со всей документацией, предоставленной гарантией и в некоторых случаях с комплектной системой охлаждения, способной легко справляться с отводом тепла на стандартной, не подвергнутой разгону частоте. Такой вариант отлично подойдет тем, кто хочет сразу не иметь проблем с тепловыделением и поиском нужного кулера.
  • OEM – в большинстве случаев это процессор без лишних добавлений, даже без коробки или пластиковой тары, куда его можно было бы положить. Присутствует гарантия, но в ее срок намного короче чем у предыдущего варианта. Но если рассматривать то, что CPU довольно часто ломаются, то нет смысла приобретать процессор только из-за его долгой гарантии – смысла никакого.

Главное, чтобы при приобретении OEM покупатель полностью осмотрел процессор. Особенно серьезно это касается именно AMD, так как очень часто при перевозке моделей данной компании контакты оказываются погнутыми или даже сломанными.

Поддержите проект

Друзья, сайт Netcloud каждый день развивается благодаря вашей поддержке. Мы планируем запустить новые рубрики статей, а также некоторые полезные сервисы. 

У вас есть возможность поддержать проект и внести любую сумму, которую посчитаете нужной.

Что такое тактовая частота процессора: влияние на скорость работы

 

Приветствую всех читателей. Мне будет особенно приятно порадовать вас своим рассказом на тему что такое тактовая частота процессора. Возможно, для некоторых эта тема покажется азбучной и малополезной, но я уверен что несколько интересных фактов и простых сравнений позволит по-новому взглянуть на работу ЦПУ.

Подбирая железо для компьютера или новый смартфон мы первым делом интересуемся, сколько ядер имеет процессор и какова частота их работы. Бренд самого ЦПУ в этом случае – дело вкуса (AMD или Intel, MTK или Snapdragon). Но, если из представленных моделей, одна имеет в характеристиках большее значение частоты, но наверняка выбор будет сделан в ее пользу. Давайте разберемся, почему это так важно.

 

«Импульсивное поведение» процессора

Процессор это сердце любой вычислительной машины, а к таковым относятся не только калькуляторы и компьютеры, используемые в сложных расчетах, но и любое устройство, работающее с оцифрованными данными. Чтобы преобразовать их в музыку, видео, изображение или, тем более, заставить программу совершить определенные операции, поток «нулей» и «единиц» записанный в двоичном коде необходимо пропустить через блок, выполняющий логические операции.

Такие обрабатывающие модули, созданные из множества полупроводниковых микротранзисторов и составляют основу кристалла процессора. Или, как говорят знатоки «камня».

Но вернемся к оцифрованному потоку данных, которые в реальности представляют собой наличие или отсутствие сигнала в электроцепи. Ведь именно его и обрабатывает транзистор. Но чтобы сделать такие сигналы читаемыми (отличаемыми друг от друга) его подают импульсами. Создает их тактовый генератор, интегрированный в архитектуру самого процессора.

В лучших современных ЦПУ за одну секунду происходит до 5 000 000 000 (пяти миллиардов!) импульсов. Это величина измеряется в гигагерцах (ГГц) и является тактовой частотой работы ядра процессора, выполняющего главные вычислительные функции. Чем больше она, тем лучше.

Но за дополнительные герцы приходится расплачиваться повышенным энергопотреблением и сильным нагревом.

 

А вы знаете частоту своего ЦПУ?

Узнать тактовую частоту установленного на вашем компьютере процессора можно несколькими способами:

  • Заглянуть в паспорт, лежащий в коробке от CPU;
  • Найти на мониторе «Мой компьютер», открыть в его контекстном меню «Свойства» и изучить общие параметры устройства;

  • Установить программы AIDA64 или CPU-Z, которые показывают максимально подробную информацию о вашем процессоре.

 

Считаем ядра и гигагерцы

В реальности более объективным показателем скорости работы ЦПУ является количество операций, выполняемых в единицу времени. А на это уже влияет количество микротранзисторов, способных одновременно обработать несколько сигналов. Может вы что-то слышали о нано технологиях? Так вот чем меньшего размера вычислительный элемент, тем их больше можно разместить на «камне» процессора.

Так же тактовую производительность процессора определяет его архитектура (оптимизация взаимодействия между отдельными модулями) и количество потоков (каналов одновременного обращения к ядру).

Кроме того, для одновременного решения нескольких задач в ЦПУ используется несколько ядер. Причем имеются процессоры для смартфонов с различной тактовой частотой отдельных ядер: по 4-е энергоэффективных (1,8 ГГц) и по 4-е мощных (свыше 2,3 Ггц). Многоядерные устройства, установленные на ПК, имеют свой алгоритм оптимизации. Что дает ядрам возможность работать с разной тактовой частотой.

Раз, уж я затронул тему многоядерности, то расскажу вам об одном распространенном заблуждении, касающимся нашей основной темы. Некоторые пользователи, покупая, например, процессор Intel Core 2 Quad, с частотой каждого ядра 2,5 ГГц считают, что они получат устройство способное выдавать 4 х 2,5 = 10 млрд. тактов в секунду.

Это, друзья мои, заблуждение. Потому как тактовый генератор быстрее работать от этого не станет. Единственно, чем я могу вас порадовать, что каждое ядро теоретически может выполнять отдельную операцию. Но и для этого обычно требуется несколько тактов.

Разгон, троттлинг и нагрев

Здесь же считаю нужным ответить на часто задаваемый вопрос. Что важнее при выборе процессора количество ядер или тактовая частота?

Оба показателя определяют производительность процессора. Поэтому 2-а ядра на 4,5 GHz могут работать не хуже 4-х на 2,5 GHz. Все зависит от выполняемых задач и от реализованной в чипе архитектуры.

Правда, все-таки есть один нюанс. Ядер вы в ЦПУ не добавите, а вот разогнать процессор, увеличив его тактовую частоту можно. Для этого существует несколько способов, но все они требуют выполнения ряда условий:

  • Теоретическая возможность разгона процессора;
  • Устойчивость его элементов к работе в высокотемпературном режиме или наличие дополнительной эффективной системы охлаждения;
  • Необходимый разгонный потенциал материнской платы.

 

Есть даже несколько недорогих ЦПУ, наиболее приспособленных к такому частотному апгрейду: AMD FX-6300, AMD FX-4350, AMD Athlon X4 860K, Intel Pentium G3258.

Наверное, вы уже заметили, что в нашем разговоре о тактовой частоте периодически упоминается такое явление как нагрев процессора. Эти два параметра тесно взаимосвязаны между собой. Уже понятно, что искусственное увеличение температуры повлечет за собой повышение температуры CPU.

А что будет, если в силу определенных причин нагреется сам процессор? К примеру: поломка или загрязнение кулера, высыхание термопасты, работа в жару?

В этом случае разработчики ЦПУ предусмотрели функцию тротлинга, которая отслеживает температуру чипа, и при достижении критических значений автоматически снижает тактовую частоту ядер и, соответственно, быстродействие всей системы.

Напоследок хочу отметить, ещё кое что. Своя рабочая частота имеется и у ОЗУ,  и у системной шины материнской платы. И даже у кэш-памяти самого процессора, но именно тактовая частота ядер является максимальной.

Запомните это, чтобы случайно не запутаться в терминах и устройствах.

На этом я заканчиваю свой рассказ о том, что такое тактовая частота процессора. Пойду  готовить новую статью, с целью порадовать вас новыми интересными сведениями из жизни компьютерного железа.

Удачи вам всем.

 

 

Частота процессора: тактовая, максимальная

Уже подросло целое поколение компьютерных пользователей, которые не застали знаменитую "гонку мегагерцев", развернувшуюся между двумя ведущими производителями центральных процессоров для настольных компьютеров (кто не в курсе — Intel и AMD) на рубеже тысячелетий. Ее конец наступил примерно в 2004 году, когда стало очевидным, что частота процессора — не единственная характеристика, влияющая на его производительность. Крайне "прожорливые" и крайне высокочастотные процессоры Pentium IV на ядре Prescott вплотную подбирались к 4 GHz, и при этом с трудом конкурировали с архитектурой K8, на которой были построены новые "камни" от AMD, имевшие частоту не выше 2,6-2,8 GHz.

После этого оба производителя синхронно отошли от практики идентификации своих изделий по рабочей частоте и перешли к абстрактным модельным индексам. Такое решение обосновывалось нежеланием вводить конечного пользователя в заблуждение насчет производительности процессора, акцентируя внимание только на одной его характеристике. Действительно, есть ведь еще и частота шины процессора, и размер кэш-памяти, и технологический процесс, по которому изготовлено ядро, и много чего еще. Но частота процессора все еще остается одним из самых наглядных и интуитивно понятных для большинства людей мерил "качества" CPU.

Тактовая частота процессора, действительно, влияет на его производительность, характеризуя количество выполняемых операций в секунду. Но дело в том, что процессоры, построенные на различных ядрах, тратят на выполнение одной операции разное количество тактов, и от поколения к поколению этот параметр может отличаться в разы. Именно благодаря этому нынешний процессор с номинальной частотой 2,0 GHz оставит далеко позади флагмана семилетней давности с тактовой частотой 3,8 GHz. Кроме того, на быстродействие процессора, как уже указывалось выше, влияет и размер кэш-памяти (чем он больше, тем реже процессор будет вынужден обращаться к сравнительно медленной оперативной памяти), и частота шины процессора (чем она выше, тем быстрее будет обмен данными между "камнем" и ОЗУ), и множество других, не столь заметных, но от того не менее важных, характеристик.

В последнее время в обиход начинает входить и такое понятие, как максимальная частота процессора.

Постепенно и Intel, и AMD внедряют в своих продуктах такую функцию, как авторазгон. Технологию, по сути одну и ту же, один производитель называет Turbo Boost, другой — Turbo Core, но от этого ее суть не меняется: частота процессора может динамически изменяться, причем автоматически, без вмешательства пользователя. Необходимость применения такой технологии вызвана тем, что многоядерность современных процессоров стала уже, по сути, нормой, а вот многопоточность современных приложений, к сожалению, пока нет. Операционная система, видя, что одно из ядер процессора загружено значительно сильнее остальных, самостоятельно увеличивает частоту этого ядра, при этом стараясь оставить процессор в пределах его "родного" теплопакета (т.е. система старается подстраховаться от перегрева оборудования). Причем, в зависимости от модели процессора и от конкретных условий, такой прирост частоты может составлять величину от 100 до 600-700 MHz, а это уже, согласитесь, существенная прибавка к производительности. Такую технологию поддерживает большинство последних процессоров обоих производителей. У Intel это, в частности, все CPU модельного ряда Core i5 и Core i7, у AMD — все процессоры на разъеме AM3+, процессоры на разъеме FM1 (кроме процессоров с отключенным графическим ядром), а также некоторые "камни" к платформе AM3 (шестиядерные Tuban и четырехядерные Zosma). Причем для процессоров Intel, основанных на разъеме Socket 1155, такой авторазгон тем более актуален, если учесть, что из-за некоторых архитектурных особенностей полноценный "разгон" путем повышения частоты шины процессора практически невозможен. Впрочем, это тема уже совсем другой статьи…

Что такое тактовая частота процессора и на что она влияет

Опубликовано 9.06.2018 автор — 1 комментарий

Здравствуйте дорогие читатели. В этой статье расскажу о важной характеристике микропроцессора, которую многие недооценивают. О ней много уже написано, но все же хочу с вами поделиться своим профессиональным мнением о том – что такое тактовая частота процессора? Дочитав до конца, без труда все поймете.

С точки зрения технической, звучит определение так:

Тактовая частота – это количество произведенных тактов за определенное количество времени.

Для меня это тоже был темный лес, когда на первом курсе я писал это в тетрадке, учившись на программиста. Тогда я, как и многие сейчас вообще не понимал, что это означает и для чего это нужно?

Объясню на примеры, с ним будет легче разобраться, как это работает. Начнем.

Объяснение на примере

Давайте представим, что 1 удар по музыкальному барабану – это 1 такт у процессора. Берем для сравнения два барабана, по одному ударяют 120 раз в минуту, по второму ударяют 80 раз в минуту, будет очевидным, что частотность звука первого барабана выше и громче, чем у второго.

Для самостоятельного эксперимента можете взять в руку обычную пишущую ручку, засечь 10 секунд и сделать 10 ударов ребром от ручки по столу, а затем за тоже самое время сделать 20 ударов, итог будет тот же что и с барабанами.Еще нужно понимать, что если у музыканта будет четыре барабана, вместо одного, то количество ударов не умножиться на кол-во барабанов, а распределяется на все, тем самым появятся более широкие возможности в проигрывании звуков.

Запомнить! Количество ядер не умножается на гигагерцы.

И именно поэтому, нигде в описаниях нет таких больших цифр, как 12Ghz или 24ГГц, ну и т.д., если только в результатах оверклокинга, и то навряд ли.В микропроцессоре за такт выполняется какое-то количество команд. То есть чем выше тактовая частота, тем больше выполненных команд за определенное количество времени происходит внутри микропроцессора.

Кстати, о том, что там внутри, вы можете узнать в статье – «Как устроен процессор внутри», которая уже появилась на блоге. Дальше интересней, так что подписывайтесь, чтобы всегда быть в курсе о появлении новых статей.

В чем измеряется и как обозначается

В гигагерцах или в мегагерцах, в сокращенном виде обозначается как – ГГц или МГц, Ghz или Mhz.

3.2 Ghz = 3200 Mhz – это одно и тоже, только в разных величинах.

На сайтах, в описании частота обозначается по разному. Примеры приведены ниже и выделены синим цветом.

Влияние в работе и играх

В работе за компьютером это параметр влияет на:

  • производительность системы
  • отзывчивость и быстроту работы
  • вычислительную мощность
  • выполнение нескольких запущенных задач в одно и тоже время
  • и многое др.

Как влияет в играх? Напрямую зависит от того, сколько нужно мощности для игры. Производители рекомендуют использовать от 3,0Ггц и выше. Все зависит именно от самой игры и рекомендаций, которые к ней прилагаются. Где их смотреть? Можете почитать в этой статье, в которой подробно я все рассказал.

Одна из моделей CPU, которая имеет самую большую тактовую частоту на момент написания статьи – это Intel i7-8700K.

Рекомендация

Многие конечно считают, что это параметр не самый важный, но этот показатель напрямую влияет на производительность пк, поэтому если у вас есть возможность приобрести более высокую гигагерцовость, советую его рассмотреть.

На мой взгляд я бы рассматривал вот эти оптимальных моделей для различных задач:

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

Для каких задач они предназначены? Можете посмотреть в статье как выбирать процессор для компьютера, чтобы потом не пожалеть.

Цены не указываю, так как они всегда меняются, так что смотрите. Выбор за вами.

Надеюсь вам стало все понятно. На этом буду заканчивать. Чтобы оставаться в курсе о появлении новых, понятных и интересных статей на моем блоге подписывайтесь здесь, оставляйте комментарии, мне всегда интересно ваше мнение. Спасибо за внимание. До встречи в новых статьях.

С уважением автор блога Андрей Андреев.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о