Тактовая частота современного процессора: Частота процессора и правильное ее понимание

Содержание

что это такое, на что она влияет, суть и назначение

Быстрая скорость выполнения задач – это цель каждого активного пользователя, решившего обновить персональный компьютер. Вне зависимости от предпочтений, как для геймеров, так и для видеомонтажеров, дизайнеров, копирайтеров и художников – нужно хорошее «железо», а в частности «камень». Многие, с целью увеличить производительность, покупают новый плашки оперативной памяти, забывая, что за скорость и качество выполнения задач отвечает другой компонент – центральный процессор. Чтобы купить подходящий «камень», важно уделить внимание всем характеристикам, но в первую очередь тактовой частоте, что это такое и как ее определить, разобраться нужно до покупки компьютера.

CPU персонального компьютера предопределяет его работу как в настоящем, так и в будущем. Возможность увеличить его показатели в будущем есть, но покупать следует сразу современную модель. Сэкономив пару тысяч, вы сокращаете актуальность «камня» на пару лет.

Содержание

  1. Что такое тактовая частота
  2. На что влияет частота процессора
  3. Как узнать тактовую частоту процессора
  4. Нужно ли изменять тактовую частоту
  5. Зависимость частоты процессора от количества ядер
  6. Варианты изменения частоты процессора на ноутбуке и компьютере

Что такое тактовая частота

Заложенная в ЦП мощность не является стандартной, ее можно увеличить

Количество команд (тактов), которое выполняет процессор за 1 секунду, это и есть тактовая частота процессора. В роли единицы измерения для этой характеристики используются «герц», обозначение которого «HZ» или в русскоязычном варианте «ГЦ». Количество выполняемых тактов в секунду у современных процессоров превышает значения в 2-4 миллиона герц, поэтому чаще можно встретить модели с тактовой частотой в 2-4 GHZ (ГигаГерц).

Если говорить профессиональным языком, что значит термин тактовая частота процессора, то это количество приходящих на ЦП тактовых импульсов, которые синхронизируют его работу. Это понятие более точное, так как операции на современном компьютере могут состоять не просто из нескольких тактов, а иногда из десятков тактов. Поэтому и характеристики в несколько миллионов герц являются вполне адекватными, а не превышающими норму.

На что влияет частота процессора

Значение тактовой частоты равняется ТЧ системной шины и множителя в настройках CPU

Таким образом даже разобравшись, что такое частота у процессора, обычный пользователь не до конца может понять, на что именно влияет этот показатель. Согласно заявлениям разработчиков, количество герц определяет, с какой скоростью ЦП, используя вычислительные мощности, выполняет задачи. Одним словом, данный показатель влияет на производительность, а следовательно, на качество работы пользователя.

Как узнать тактовую частоту процессора

Узнать характеристики процессора можно несколькими способами, стандартные обычно указываются в описании к модели процессора и на самом «камне». Информацию о CPU можно найти в разделе «Свойства системы», открыв «Панель управления ОС». Но эти два метода дают информацию о показателях, установленных по умолчанию. Для получения основных данных о ПК не нужны никакие утилиты

Но даже предустановленные параметры ЦП могут давать разные характеристики тактовой частоты. Поэтому, для полноценного анализа своего компьютера, нужно использовать информацию из BIOS и различных утилит. В современных процессорах существует три разновидности частот CPU, находящегося во включенном состоянии:

  1. Штатная – номинальное состояние, которые позволяет работать ЦП без нагрузок, сохранять его допустимые показатели тепловыделения, не занижая его быстродействие.
  2. Действующая – состояние ЦП, при котором используются необходимые показатели для работы системы в данный момент.
  3. Максимальная – в некоторых условиях, например, при запущенных играх или ПО, где нужна быстродействие от ПК, процессор может значительно нагреваться и увеличивать количество обрабатываемых тактов, для комфортной работы пользователя.

Показатели каждой из разновидности частот можно как понижать, так и снижать. Узнать, какая тактовая частота у процессора, возможно в программах: CPU-Z, AIDA64, HWInfo и др. Также эта характеристика указана в BIOS. Для получения информации, нужно открыть его (при загрузке компьютера нажмите «F12» или «Del», в зависимости от модели материнской платы), а затем откройте раздел «CPU Info».

Нужно ли изменять тактовую частоту

Срок службы ЦП определяет сам пользователь, решая, на какой мощности будет работать и какого качества будет охлаждение

С целью повысить технические данные процессора и увеличить его производительность, можно изменить тактовую частоту CPU. Недостатком этого будет то, что после повышения входящих тактов, увеличится не только количество герц, но и количество подаваемой энергии. Будет регулярно перегреваться процессор, а значит, для его стабильной работы понадобится дополнительное охлаждение.

Решение изменить производительность – дело индивидуальное. Это делать можно, но с осторожным переходом между показателями, регулярно наблюдая за температурным режимом компьютера. Делать это не обязательно, но актуально, если ЦП слишком слаб для определенной игры или для работы в программе либо уже устарел.

Постоянный перегрев CPU гарантированно приведет к его постепенному повреждению и преждевременному выходу из строя.

Зависимость частоты процессора от количества ядер

Некоторые пользователи считают, что тактовая частота процессора – это показатель, который зависит от количества ядер, что указано в характеристиках. Это не так – данные показатели не являются смежными и никак не связаны друг с другом.

Многоядерность центрального процессора — это параметр, который первоначально должен был увеличивать количество обрабатываемых тактов, но из-за большого энергопотребления, разработчики не стали использовать эту особенность CPU. Оказалось, что процессор лучше себя чувствует при увеличении количества герц через множитель для всего устройства, а не при настройке каждого ядра.

Интересно! В твикерах (утилиты для тонкой настройки операционной системы) можно изменить значение частоты для каждого ядра по отдельности. Но только специалистами, так как самостоятельная работа с многоядерностью попросту уничтожит процессор.

Варианты изменения частоты процессора на ноутбуке и компьютере

Указанные в характеристиках к процессору герцы — это тактовая частота, которая установлена по умолчанию. Стандартные настройки увеличивают срок службы этого важного и дорогостоящего компонента, так как CPU не перегревается. Но если позволяет ПК, например, при установленной жидкостной системе или наличии в корпусе современных куллеров, можно разогнать процессор.

При желании можно увеличить количество GHz на любом ПК, но важно контролировать температуру и следить, не перегревается ли дорогостоящий компонент. Поэтому перед разгоном тактовой частоты нужно установить специальные утилиты, которые отображают температуру ЦП.

Справка. Увеличение тактовой частоты вручную или «разгон» также называют «оверлокингом».
Кристаллы ЦП в разрезе под микроскопом
Важно! Множитель нельзя сразу увеличивать на несколько единиц, это может привести к выходу из строя самого процессора – чем выше множитель, тем больше подается энергии. Если кулеры сломаны или недостаточно охлаждают системный блок, «камень», «сердце компьютера», просто сгорит, даже при первом запуске. Постепенно поднимая множитель и проверяя показатели температуры, пользователь определяет, какое значение оптимально.

Для оверлокинга и определения температуры лучше всего подходит утилита «AIDA64». С помощью этого твикера можно узнать все показатели материнской платы, операционной системы, SSD и HDD дисков. Но она чаще всего используется именно для настройки ЦП. Как видно на картинке, процессор, имеющий 3.4 GHz, переформатирован до 4.4 GHz

Утилита показывает все характеристики процессора, что очень удобно для настроек. Кроме AIDA64 специалисты работают со следующими программами:

  • CPU-Z
  • Prime95
  • LinX
  • CoreTemp

Для оверлокинга нужно зайти в BIOS и постепенно поднимая множитель системной шины, проверяя как работает ЦП с помощью вышеуказанных программ, установить необходимое значение.

  1. Измеряем и запоминаем стандартные характеристики в утилитах.
  2. Выключаем системный блок, дожидаемся окна загрузки и заходим в BIOS.
  3. В BIOS открываем раздел «CPU Clock», также он может называться «CPU Frenquency», а в некоторых материнских платах, настраивать множитель в «Advanced» в разделе «JumperFree Cinfiguration».
  4. Затем нужно в пункте «CPU Ratio» поднять значение множителя, на 0.5-1 единицу.
  5. Сохраняем и перезапускаем систему (кнопка F10).
  6. Ждем загрузки Windows, проверяем температуру через установленную программу.
  7. Если всё хорошо, перезапускаем ОС.
  8. Повышаем снова множитель на 0.5-1 единицу, сохраняем, проверяем и так далее.

Кроме множителя, нужно увеличить и питание процессора, но делать это следует осторожно, также проверяя после каждого шага работу системы. Поднять этот параметр можно в настройках BIOS, в том же разделе, где повышается множитель, в пункте «CPU Over Voltage». Кроме настройки в утилитах, нужно регулярно менять термопасту и относиться к этому компоненту с осторожностью

Вышеуказанный способ, подойдет не для всех компьютеров. Метод настройки и допустимые значения различаются для каждой материнской платы, версии BIOS и других параметров. Разгон «AMD FX-4300» к примеру, требует отключения некоторых параметров, подробнее про оверлокинг этой модели ЦП читайте тут.

Например, ПК не будет показывать полную эффективность оверлокинга, если установленная оперативная память не справляется с ним. Самостоятельный разгон нужно делать осторожно, проверяя работу всех параметров. И помните, оверлокинг не является гарантийным случаем и если «камень» сгорит, то в этом будет виноват пользователь.

Частота процессора и правильное ее понимание

Производительность центрального процессора зависит от показателей разрядности, частоты и особенностей архитектуры процессора. От этой интегральной величины зависит работа ЭВМ в целом, а значит, при выборе придется обратить внимание на все характеристики процессора. Процессор должен обладать достаточной производительностью для решения определенных задач.

Тактовая частота процессора

Тактовая частота указывает скорость работы процессора в герцах (ГГц) – количество рабочих операций в секунду. Тактовая частота процессора подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Да, эта характеристика процессора значительно влияет на скорость работы вашего ПК, но производительность зависит не только он неё.

  • Внутренняя тактовая частота обозначает темп, с которым процессор обрабатывает внутренние команды. Чем выше показатель – тем быстрее внешняя тактовая частота.
  • Внешняя тактовая частота определяет, с какой скоростью процессор обращается к оперативной памяти.

Тестирование в синтетике: Cinebench R20, CPU Queen, CPU PhotoWorxx

Перед тем, как мы перейдем непосредственно к играм, предлагаю ознакомиться со сводным тестированием процессоров в популярной синтетике.

Для упрощения восприятия результатов тестирования, все данные были отображены в виде диаграммы с таблицей значений.

Как мы можем наблюдать, процессоры очень близки по своей производительности в синтетических тестах. Но у процессора с низкой частотой и шестью ядрами закономерный отрыв в Cinebench R20 и небольшое превосходство в CPU PhotoWorxx. По результатам «общей синтетики» трудно выявить явного фаворита, процессоры очень близки, но за счет чисто «математического превосходства», 6 ядер с частотой в 3 GHz становятся более предпочтительными.

Синтетика

Сокет или разъем

Гнездовой или щелевой разъем, предназначен для интеграции чипа ЦП в схему материнской платы. Каждый разъем допускает установку только определенного типа процессоров, сверьте сокет выбранного процессора с вашей материнской платой, она должна ему соответствовать.

Тип гнездового разъема:

  • PGA (Pin Grid Array) – корпус квадратной или прямоугольной формы, штырьковые контакты.
  • BGA (Ball Grid Array) – шарики припоя.
  • LGA (Land Grid Array) – контактные площадки.

Разрядность процессора: 32 и 64 бита

Количество бит информации, обработанных ЦП в течение одного такта, характеризуется разрядностью. Она может иметь значение 8, 16, 32 и 64. В наше время все основные программы рассчитаны на разрядность 32-х или 64-х битной архитектуры.
При выборе компьютера или ноутбука следует учесть, что 32-х разрядные системы поддерживают оперативную память не более 3,75 Гб. 64-х битные позволяют передавать объемы оперативной памяти более 4 GB, что необходимо для современных приложений, где 4 GB уже минимум.

Кэш-память процессора

Кэш-память процессора является одной из ключевых характеристик, на которую стоит обратить внимание при выборе. Кэш-память – массив сверхскоростной энергозависимой ОЗУ. Является буфером, в котором хранятся данные, с которыми процессор взаимодействует чаще или взаимодействовал в процессе последних операций. Благодаря этому уменьшается количество обращений процессора к основной памяти. Этот вид памяти делится на три уровня: L1, L2, L3. Каждый из уровней отличается по размеру памяти и скорости, и задачи ускорения у них отличаются. L1 — самый маленький и быстрый, L3 — самый большой и медленный. Чем больше объем кэш-памяти, тем лучше. К каждому уровню процессор обращается поочередно (от меньшего к большему), пока не обнаружит в одном из них нужную информацию. Если ничего не найдено, обращается к оперативной памяти.

«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.

Энергопотребление и тепловыделение

Чем выше энергопотребление процессора, тем выше его тепловыделение. Нужно позаботиться о достаточном охлаждении.

TDP (Thermal Design Power) – параметр, указывающий на то количество тепла, которое способна отвести охлаждающая система от определенного процессора при наибольшей нагрузке. Значение представлено в ваттах при максимальной температуре корпуса процессора.

ACP (Average CPU Power) – средняя мощность процессора, показывающая энергопотребление процессора при конкретных задачах.

Значение параметра ACP на практике всегда ниже TDP.

Множитель и системная шина

Эти параметры необходимы скорее тем, кто со временем планирует разогнать свой камень. Front Side Bus – частота системной шины материнской платы. Тактовая частота процессора является произведением частоты FSB на множитель процессора. У большинства процессоров заблокирован разгон по множителю, поэтому приходится разгонять по шине. Стоит ознакомиться с этой характеристикой процессора более детально, если вы через какой-то промежуток времени захотите увеличить производительность программным способом, без апгрейда железа.

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.

Встроенное графическое ядро

Процессор может быть оснащен графическим ядром, отвечающим за вывод изображения на ваш монитор. В последние годы, встроенные видеокарты такого рода хорошо оптимизированы и без проблем тянут основной пакет программ и большинство игр на средних или минимальных настройках. Для работы в офисных приложениях и серфинга в интернете, просмотра Full HD видео и игры на средних настройках такой видеокарты вполне достаточно, и это Intel.

Что касается процессоров от компании AMD, их встроенные графические процессоры более производительные, что делает процессоры от AMD приоритетнее для любителей игровых приложений, желающих сэкономить на покупке дискретной видеокарты.

Количество ядер (потоков)

Многоядерность одна из важнейших характеристик центрального процессора, но в последнее время ей уделяют слишком много внимания. Да, сейчас уже нужно постараться, чтобы найти рабочие одноядерные процессоры, они себя благополучно изжили. На замену одноядерным пришли процессоры с 2, 4 и 8 ядрами.

Если 2 и 4-ядерные вошли в обиход очень быстро, процессоры с 8 ядрами пока не так востребованы. Для использования офисных приложений и серфинга в интернете достаточно 2 ядер, 4 ядра требуются для САПР и графических приложений, которым просто необходимо работать в несколько потоков.

Что касается 8 ядер, очень мало программ поддерживают так много потоков, а значит, такой процессор для большинства приложений просто бесполезен. Обычно, чем меньше потоков, тем больше тактовая частота. Из этого следует, что если программа, адаптированная под 4 ядра, а не под 8, на 8-ядерном процессе она будет работать медленнее. Но этот процессор отличное решение для тех, кому необходимо работать сразу в большом количестве требовательных программ одновременно. Равномерно распределив нагрузку по ядрам процессора можно наслаждаться отличной производительностью во всех необходимых программ.

В большинстве процессоров количество физических ядер соответствует количеству потоков: 8 ядер – 8 потоков. Но есть процессоры, где благодаря Hyper-Threading, к примеру, 4-ядерный процессор может обрабатывать 8 потоков одновременно.

Артём Санников

Процессор — это один из главных компонентов ПК, который выполняет все основные вычисления во время работы ПК.

CPU (Central Processing Unit) — центральное вычислительное устройство

APU (Accelerated Processing Unit) — ускоренное вычислительное устройство

Процессор представляет собой сложную микросхему, которая состоит из множества блоков. От количества и параметров блоков, зависит общая производительность процессора. И совокупность этих блоков и их конфигурация, называется — архитектура процессора.

Характеристики процессора:

  1. Производительность и модель процессора
  2. Тип разъема для соединения с материнской платой (сокет)
  3. Количество физических ядер
  4. Основная частота работы процессора, множитель частоты
  5. Частота шины процессора
  6. Встроенный контроллер памяти
  7. Поддерживаемый тип памяти и ее параметры
  8. Размер внутренней памяти процессора
  9. Наличие и параметры встроенного видео ядра
  10. Мощность тепловыделения
  11. Тип упаковки

Производительность и модель процессора

Фирмы Intel и AMD — процессоры не выпускают они их только разрабатывают. А выпуском уже занимаются другие фирмы, по заказу этих фирм разработчиков.

Когда создается новый процессор, на новой архитектуре — этой архитектуре присваивается свое имя для ее идентификации. И далее уже внутри этой архитектуры создается, модельный ряд процессоров: слабых, средних и сильных по производительности.

Разделение процессоров чаще всего происходит по количеству ядер и частоте, и таким образом получается ассортимент предложений, новой архитектуры для создания разных по производительности компьютеров, на основе этой архитектуре.

Тип разъема для соединения с материнской платой (сокет)

Разъема для соединения процессора с материнской платой, чаще всего называют сокетом, и он определяет внешние размеры процессора, количество контактов, способ крепления процессора у материнской плате и способ крепления кулера на процессор.

Этот параметр необходимо учитывать при выборе процессора и материнской платы, то есть сокет процессора должен быть таким же как сокет материнской платы.

Количество физических ядер

Ядро процессора — это набор блоков, который может самостоятельно обрабатывать информацию.

1 ядро = 1 поток вычислений

Чем больше в процессоре ядер, тем он будет более производительный. При определенных условиях, на одном физическом ядре, может выполняться два потока вычислений:

1 ядро = 2 потока вычислений

В таких моделях процессоров, производитель, отдельно указывает количество физических ядер, и отдельное количество логических, которых в два раза больше чем физических.

Такая технология используется в некоторых процессорах фирмы Intel (называется эта технология Hyper Threading).

Тактовая частота работы процессора

Тактовая частота — величина, характеризующая количество операций, выполняемых процессором за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).

Чем выше тактовая частота, тем более производительный процессор. Но это работает только внутри процессоров, одной серии.

Рассмотрим пример:

Intel Core i5-2400 3.10GHz/6MB

Intel Core i3-2120 3.3GHz/3MB

Можно подумать, что процессор серии i3 с частотой 3.3GHz, будет более производительный чем, процессор серии i5 с частотой 3.10GHZ. На самом деле это не так, производительность серии Core i5 будет больше. так как у него лучше другие параметры. У него больше физических ядер и у него больший объем кэша.

Современные процессоры могут самостоятельно повышать или понижать частоту в зависимости от нагрузки на процессор, и это сделано для более эффективного использования мощности процессора. И потребление им электроэнергии.

Таким образом кроме основной частоты, в характеристиках так же указывают и максимальную частоту, до которой процессор может самостоятельно увеличивать этот параметр:

Частота работы процессора: 3,3 ГГц (до 3,9ГГц)

У фирмы Intel такая технология называется: Turbo Boost, а у фирмы AMD: Turbo CORE.

С параметром частоты так же связан, такой параметр, как коэффициент умножения.

Коэффициент умножения: заблокирован/разблокирован

Этот параметр обычно указан в подробном описании процессора, и физически он является одним из основных параметров, который определяет итоговую частоту процессора.

В простых моделях процессора — этот коэффициент зафиксирован на одном значении т. е заблокирован, в процессорах для продвинутых пользователей — этот коэффициент разблокирован. И таким образом, пользователь может самостоятельно регулировать — частоту процессора.

Частота шины процессора (системная шина)

Частота шины определяет скорость обмена данными между ядрами и чипсетом материнской платы, а также другими боками внутри процессора.

Указывается в мегагерцах или трансферов в секунду.

AMD FX-8120: HT 5.2 GT/s

Intel Core i5 2500: DMI 5GT/s

Intel pentium Dual-Core E5700: FSB 800MHz

Чем больше производительность шины данных, тем это лучше для производительности компьютера. Для современных процессоров — этот параметр утратил свою актуальность, как это было в процессорах предыдущих поколений.

Это связано с тем, что производительность шины данных в современных процессорах очень большая, и она уже не может понижать общую производительность компьютера, как это могло быть в процессорах предыдущих поколений, с более низкой частотой шины данных.

Встроенный контроллер памяти

Есть у всех современных процессоров. Он определяет тип оперативной памяти, количество каналов, штатные частоты для работы процессора с памятью.

Для домашнего ПК достаточно двухканального контроллера памяти, продвинутые пользователи выбирают процессоры с трех и четырехканальным контроллером.

Поддерживаемый тип памяти и ее параметры

Этот параметр указывает, с какой оперативной памятью расчитан работать процессор.

Тип, частота: DDR3-1066/1333

Макс.объем: 32 GB

Размер внутренней памяти процессора (кэш)

Кэш процессора — скоростная память, встроенная в ЦП и являющаяся буфером между ОЗУ и процессором.

Кэш хранит, те данные, которые процессор чаще всего использует в текущий момент, и процессору не нужно обращаться за этими данными к оперативной памяти, которая работает с меньшей скоростью чем кэш процессора. И таким образом повышается общая производительность, процессора.

В современных процессорах ,кэш разделен на три уровня:

  • Кэш L1: 64 Кб x4
  • Кэш L2: 256 Кб x4
  • Кэш L3: 6 Мб

Объем кэша LI и L2 — определяется параметрами архитектуры процессора, а L3 — может быть более менее произвольным и сравним с другими процессорами. Поэтому в характеристиках процессора чаще всего указан, объем кэша 3-го уровня, чем он будет больше тем лучше для производительности процессора. И обычно более мощные процессоры — имеют больший объем кэша 3-го уровня.

Наличие и параметры встроенного видео ядра

Современные процессоры, в своем составе могут иметь — графическое ядро. Это ядро, обеспечивает обработку и вывод информации на монитор. Эта функция аналогична интегрированной видеокарте, в материнскую плату.

Обычно видео ядро имеет свою частоту работы, которая намного меньше, основной частоты работы процессора. И для работы видео ядра, используется часть оперативной памяти — размер которой определяется в настрйоках материнской платы.

У фирмы Intel такое ядро называется Intel HD Graphics XXXX, а у фирмы AMD — Radeon HD XXXX. Где XXXX — это серии графических ядер, они разные по производительности.

Мощность тепловыделения

TDP или «теплопакет» — величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора.

Intel Core i5-2500: MaxTDP 95W

AMD FX 8120 Black Edition: Max TDP 125W

Многие по ошибке связывают этот параметр с потребляемой мощностью процессора, и используют его при выборе блока питания. Этот параметр необходимо учитывать именно при выборе системы охлаждения процессора.

Потребляемая мощность процессора обычно находится в пределах этого теплового пакета, но она может быть как больше, так и намного меньше этого параметра. Поэтому учитывать его при выборе блока питания, не совсем правильно!

При выборе блока питания можно придерживаться, следующих значений:

Обычно потребляемая мощность процессора находится в пределах 100 Ватт, но для того чтобы у нас был запас мощности, для максимальных нагрузок, этот параметр — теплопакет можно умножить на 2. И уже полученное значение, учитывать при выборе блока питания.

Тип упаковки

Процессор может продаваться ,как с типовой системой охлаждения, так и без нее.

Типовая система охлаждения или кулер — рассчитана на работу процессора, в штатных режимах, то есть без дополнительных настрое пользователя. Такой кулер прост в установке, но может издавать шум при нагрузках на процессор.

Если процессор продается вместе с кулером, то в характеристиках указывается слово «BOX», которое говорит нам о наличии коробки. Внутри которой находится процессор и кулер.

Если слова «BOX» в описании нет, или указано слово «Tray» — это означает, что продается только процессор.

Метки: База знаний, Процессор.

Как процессор 8086 работает с питанием и сигналами тактовой частоты / Хабр

Одна из недооценённых характеристик ранних микропроцессоров – сложность в распределении питания внутри интегральной схемы. У современного процессора может быть 15 слоёв металла с проводниками, но у чипов из 1970-х, например, у 8086, был всего один металлический слой, из-за чего разводка проводников представляла собой проблему. Сигналы тактовой частоты (синхросигналы) тоже нужно доводить до всех частей чипа, чтобы все они работали синхронно.

На фото ниже показан кристалл 8086 под микроскопом. Виден металлический слой сверху чипа, под которым прячутся кремниевая подложка и поликремниевый слой с проводниками. По периметру кристалла снаружи крохотная проволочная разварка соединяет площадки кристалла с внешними ногами. У 8086 площадка питания расположена сверху, а площадки земли – сверху и снизу. У каждой из них есть два проводка проволочной разварки, что удваивает величину поддерживаемого тока. Видны широкие металлические дорожки, идущие от площадок питания и земли. Они распределяют питание по чипу.


Фото кристалла 8086, где видно место подачи питания (вверху) и контакты земли (вверху и внизу). Цепи синхросигнала расположены внизу.

За синхронизацию в 8086 отвечают два внутренних сигнала тактовой частоты. Внешний осциллятор подаёт сигналы тактовой частоты на 8086 через входящую площадку синхросигнала внизу. Внутренний формирователь синхронизирующих импульсов выдаёт два высокотоковых синхросигнала на основе внешних сигналов. Отметьте, что формирователь синхронизирующих импульсов занимает немалую площадь на чипе.

В данной статье я опишу, как 8086 перенаправляет энергию и синхросигналы по всему чипу, и как цепь формирователя синхронизирующих импульсов генерирует необходимые тактовые импульсы.

Распределение питания

8086 состоит из трёх слоёв, в каждом из которых можно размещать проводники. Металлический слой сверху лучше всего подходит для этого из-за низкого сопротивления металла. Под металлом находится поликремниевый слой проводников, состоящий из кремния особого типа. Сопротивление у поликремния выше, чем у металла, но его всё равно можно использовать для передачи сигналов по чипу. На кремниевой подложке формируются транзисторы. Сопротивление кремния относительно велико, поэтому он используется только для передачи сигнала на небольшие расстояния – например, внутри затвора.

Распределение энергии в чипе, подобном 8086, представляет собой некую топологическую головоломку. Из-за его низкого сопротивления металлический слой остаётся единственным практически полезным для разводки питания и земли. Питание и землю нужно подавать почти на все затворы чипа. А поскольку металлический слой у чипа один, питание и земля пересекаться не могут.

Питание и землю нужно подавать почти на все затворы чипа, поскольку стандартному затвору К-МОП требуется земля для его подтягивающей вниз сети и питание для подтягивающего вверх резистора. Однако есть и несколько исключений. 8086 использует динамические логические затворы, особенно в АЛУ – для скорости. Эти затворы притягиваются вверх синхросигналом, поэтому прямая подача питания им не нужна. Также 8086 использует несколько XOR-затворов у проходных транзисторов, которые притягиваются вниз входящим сигналом, поэтому им не нужна земля.

ПЗУ с микрокодом формирует большой участок чипа, которому не нужно питание, только земля. Всё потому, что каждый ряд ПЗУ реализован как очень большой NOR затвор, а подтягивающее его вверх питание расположено с правого края. Поэтому у всех затворов ПЗУ есть питание и земля, хотя кажется, что ПЗУ недостаёт связи с питанием.

На диаграмме ниже размечены металлические проводники в 8086. Питание, соединённое с контактом питания сверху, показано красным. Мощная ветка питания идёт вниз и вправо, а потом разделяется на множество ответвлений. Также питание проходит по границе всего чипа, обеспечивая энергией I/O контакты.

У ИС часто бывает так, что питание и земля расположены в противоположных углах или на противоположных сторонах чипа. Такое расположение облегчает разводку дорожек питания и земли, не пересекающихся друг с другом. 8086 немного необычно располагает питание и землю на противоположных по диагонали контактах, а вторую землю – поближе к контакту питания. Сети питания и земли на чипе разветвляются, как деревья. Эти сети ветвятся, и как переплетённые пальцы, достигают всех частей чипа.


Питание (красное) и земля (синяя, зелёная) на металлическом слое чипа

Контактов земли два. Отмеченные синим дорожки соединяются с верхним контактом земли, а зелёные – с нижним. У отмеченных синем дорожек земли видно толстое ответвление, идущее вниз через центр чипа, и разветвляющееся сложным образом по всем направлениям. Зелёные дорожки идут по низу, с левой и правой сторон чипа, поддерживая контакты I/O, а также соединяясь с ПЗУ микрокода справа внизу.

Отходя дальше от источника питания и подбираясь ближе к конечным точкам, проводники питания становятся всё тоньше, и ток уменьшается. Это видно по проводнику питания, идущему к контактам адресов и данных, ниже. Слева под контактами проводник с землёй очень широкий, однако он постепенно сужается, идя направо. Иначе говоря, слева проводник должен проводить ток со всех контактов, а в самой правой части – только с одного.


Соединение контактов адресов и данных с землёй становится всё тоньше (левая сторона чипа, повёрнутая на 90°)

Металлический слой используется для передачи многих сигналов, а не только питания и земли. Из-за его низкого сопротивления это лучший слой для передачи сигналов. Однако широкое использование проводников питания и земли ограничивает возможности металлического слоя. Дабы избежать пересечений, большинство дорожек для передачи сигнала на металлическом слое идут параллельно дорожкам питания. Слой поликремния снизу используется для перпендикулярной передачи сигналов. Но что будет, если металлическому проводнику нужно пересечь дорожку питания или земли? Решение – провести его снизу [crossunder]. Сигнал спускается на уровень поликремния, пересекает дорожку, и затем поднимается обратно наверх, как показано ниже.

Такие пересечения снизу используются во многих случаях, не только с питанием. Однако чаще всего дело именно в питании. Обычно металлические проводники используются для передачи сигналов в одном направлении, а поликремниевые – для передачи сигналов в перпендикулярном. В разных местах чипа эти направления меняются, и зависят от доминирующего направления передачи сигналов. Поэтому по большей части сигналы путешествуют беспрепятственно. И всё равно им часто приходится перескакивать со слоя на слой.


Сигналы на металлическом слое пересекают дорожки питания снизу посредством поликремниевого слоя

Если питание и земля почти целиком разводятся на металлическом слое, в паре мест эта схема нарушается, и проходящие снизу дорожки используются для подачи питания. Чаще это происходит на самых последних участках дорожек, где ток уже мал. Один из примеров показан ниже – там земля дважды проходит снизу металлического слоя при помощи поликремниевых проводников. Для уменьшения сопротивления эти обходные дорожки сделаны гораздо шире, чем дорожки для сигналов, и также используют кремний и поликремний вместе. Небольшие кружочки – это сквозные контакты [via] между металлическим и поликремниевым слоями.


Композитное фото, на котором показаны обходные дорожки земли, идущие через поликремний под сигнальными дорожками.

Кремниевый слой играет незначительную роль в разводке питания. В частности, многие затворы растянуты так, чтобы доставать до питания и земли с другой стороны. На фото ниже показаны затворы 8086. Обратите внимание на большие участки кремния с примесями (белые), которые вытягиваются, чтобы достать до шин земли и питания. Только малая часть кремния используется для транзисторов, а всё остальное кажется пустой тратой места. Однако эти пустые участки кремния соединяют затворы с металлическими проводниками, подающими питание и землю. Поскольку сопротивление у кремния относительно большое, для этого используются широкие участки, а сами соединения простираются на небольшие расстояния.


Затворы, сделанные посредством кремния с примесями, можно удлинить, чтобы они доставали до шин питания и земли. Для этой фотографии металлический слой был удалён.

После того, как 8086 обновили и физически уменьшились, у него появились другие проблемы с разводкой питания. С совершенствованием технологии производства Intel масштабировала кристаллы – оставляла схемы такими же, но пропорциональна уменьшала их. К сожалению, уменьшение размера дорожек питания уменьшает и максимальный ток. Чтобы решить эту проблему, дорожки питания по периметру чипа усилили, а внутренние схемы и проводку уменьшили. Это видно на фото ниже – например, дорожек питания гораздо больше в правом нижнем углу меньшего 8086.


Две версии 8086 в одном масштабе. Кристалл справа – более поздний вариант, уменьшенный в размере.

Тактовые импульсы и процессоры

Почти все компьютеры используют сигналы тактовой частоты для управления синхронизацией процессора. 8086, как и многие микропроцессоры, использует внутри двухфазный формирователь синхронизирующих импульсов. У двухфазного формирователя синхронизирующих импульсов есть два синхросигнала – когда первый сигнал высокий, второй низкий, и наоборот, как показано ниже. Одни схемы включаются первым синхросигналом, а другие – вторым. Схема работы 8086 подразумевает отсутствие наложения двух фаз синхросигналов и их асимметричность – между моментами, когда один синхросигнал становится низким, а второй растёт, имеется промежуток.


Двухфазный формирователь синхронизирующих импульсов состоит из двух синхросигналов противоположной полярности

Хотя почти все компьютеры используют синхросигналы для синхронизации, машинная архитектура IAS (популярная в 1950-х) была асинхронной, и работала без синхросигналов. Вместо этого каждая цепь по окончанию работы посылала импульс следующей, запуская выполнение следующего шага. Многие ранние компьютеры 1950-х были основаны на этой архитектуре, включая CYCLONE, ILLIAC, JOHNNIAC, MANIAC, SEAC и IBM 701. Исследования возможностей асинхронных вычислений продолжаются, но синхронные системы определённо доминируют.

Процессоры, среди прочего, используют синхросигналы для предотвращения нежелательной обратной связи в цепях. К примеру, рассмотрим программный счётчик, цепь которого увеличивает его значение и передаёт его обратно в счётчик. Вам не нужно, чтобы новое значение постоянно увеличивалось.

Один из методов – использовать триггеры, обновляющие значение в тот момент, когда сигнал переходит из низкого состояния в высокое. Тогда счётчик обновится единственный раз, что и требуется. Однако с двухфазным синхросигналом цепь можно сделать на защёлках, чувствительных к уровню сигнала, устройство которых гораздо проще, чем у триггеров, чувствительных к перемене сигнала. Когда первый синхросигнал высокий, первая половина цепи получает входящее значение и проводит логические вычисления. Когда второй синхросигнал высокий, вторая часть цепи получает результат от первой половины и проводит все необходимые вычисления, а первая часть блокируется. Смысл в том, в один момент времени может обновляться только половина цепи, что и предотвращает нежелательную обратную связь.

У 8086 строгие требования к входящему синхросигналу, который должен находиться на высоком уровне треть времени. Обычно генерацией синхросигнала в 8086 занимался чип 8284 и кварцевый кристалл. Чип делил входящий синхросигнал на 3, чтобы выдавать 33% рабочего цикла синхросигнал, требуемый 8086.

В современных процессорах разводка синхросигнала очень сложная, поскольку сигнал должен доходить до всех частей чипа одновременно. Современные процессоры используют иерархию путей синхросигнала, балансируют время прохождения по каждому из путей, и часто обеспечивают отдельную буферизацию для каждого пути. Для сравнения, разводка синхросигнала в 8086 сделана прямолинейно, поскольку его тактовая частота в 5-10 МГц на несколько порядков меньше, чем у современных процессоров. На таких относительно малых частотах длина пути не имеет особого значения, поэтому тактовые импульсы у 8086 могут идти по извилистым путям.

Поскольку 8086 использовал динамическую логику, у него была и минимально допустимая тактовая частота в 2 МГц. Если частота будет меньше, есть риск утечки заряда до момента его обновления, что может приводить к отказам. Минимальная тактовая частота была неудобна с точки зрения отладки, поскольку замедлить или остановить синхросигнал было невозможно.


Разводка путей синхросигналов в 8086. Зелёный – первый синхросигнал, а красный – второй, с противоположной фазой

На диаграмме выше показана разводка путей синхросигналов в 8086. Фаза 1 отмечена зелёным, а фаза 2 – красным. Внизу чипа цепи формирователя синхронизирующих импульсов выглядят как большие пятна. Оттуда синхросигналы разветвляются по всему чипу. По большей части две фазы синхросигналов идут параллельно, в отличие от питания и земли с их противоположными ветвями.

Поскольку синхросигналы доходят до всех частей чипа, им требуется гораздо больше тока, чем обычным сигналам, и поэтому они по большей части разведены на металлическом слое. Когда синхросигналам нужно пересечь дорожки питания, они проходят под ними снизу, как показано далее. Обратите внимание, что обходные пути для синхросигналов имеют неправильную форму — они гораздо больше, чем обходные пути для других сигналов, например, для шины Q.


Обходящие дорожки питания пути синхросигналов довольно крупные. У шины Q (передающей команды из очереди команд в декодер) они гораздо меньше.

Для обеспечения высокотоковых синхросигналов цепь их формирователя построена на крупных транзисторах. На фото ниже дано сравнение одного из таких транзисторов с типичным логическим транзистором. Транзисторы формирователя примерно в 300 раз крупнее, поэтому он способен давать примерно в 300 раз больший ток. Транзистор сделан из размещенных параллельно 10 транзисторов – 10 вертикальных поликремниевых линий формируют 10 затворов. Каждый синхросигнал формируется парой крупных транзисторов, один из которых подтягивает его вверх, а другой – вниз.


Крупный транзистор в формирователе синхронизирующих импульсов по сравнению с соседним логическим транзистором

На фото ниже видна схема формирователя синхронизирующих импульсов. Цепь разделяет внешний синхросигнал на две фазы, обеспечивает, чтобы они не накладывались друг на друга, и усиливает их. Розовый квадрат слева – площадка для внешнего формирователя синхронизирующих импульсов. Сигнал проходит через ряд транзисторов, заканчивающийся на крупных транзисторах формирователя с правой стороны. Коричневые проводники – поликремний, формирующий затворы. У многих транзисторов затворы идут зигзагами, таким образом большой транзистор умещается на небольшом пространстве.


Цепь формирователя синхронизирующих импульсов на кристалле. Металлический слой удалён. Видны крупные транзисторы. Входящий контакт внешнего синхросигнала – розовый квадрат слева.

Далее приведена немного упрощённая принципиальная схема формирователя синхронизирующих импульсов. Треугольники – высокотоковые формирователи, делающиеся из двух-трёх транзисторов. Инвертирующий вход (кружочек) подтягивает выходной сигнал вниз. Слева у контакта входящего синхросигнала есть небольшой резистор и диод, защищающие его (как и у других входящих контактов). не переключаются одновременно. После того, как один становится низким, происходит задержка перед тем, как второй становится высоким. В результате мы получаем не накладывающиеся синхросигналы.

Это довольно приблизительное описание – в частности, я не уверен в том, что происходит, когда один транзистор подтягивает сигнал вверх, а другой подтягивает тот же самый сигнал вниз. Точная симуляция процесса будет зависеть от относительных размеров двух транзисторов.

Заключение

8086 использует интересную разводку питания, но современные процессоры работают на совершенно другом уровне. Если 8086 требовались 350 мА, то современному процессору может потребоваться более 100 А. 8086 использовал 3 из 40 своих ног для питания и земли. У современных процессоров Intel Core i5 128 контактов питания и 377 – земли (из общего количества в 1151 контакт). Хотя многочисленные металлические слои в современных чипах решают проблемы 8086 с разводкой, у них появляются новые сложности вроде разделения чипа на участки по питанию, что позволяет отключать неиспользуемые участки.

В современных процессорах с их многогигагерцовыми скоростями разводка синхросигналов устроена гораздо сложнее, ведь лишний миллиметр дорожки может отрицательно повлиять на синхросигнал. Для решения этих проблем современные процессоры используют такие вещи, как Н-деревья или сети распределения синхросигналов, а не просто ветвящиеся дорожки, как у 8086. Если у 8086 была простая цепь, генерирующая двухфазный синхросигнал, современные процессоры часто используют фазовую автоподстройку частоты для синтеза синхросигнала, и множество цепей, разбросанных по всему чипу, выдающих и управляющих синхросигналы. Но, хотя 8086 гораздо проще современных процессоров, в нём можно найти множество примеров интересных цепей.

Автоматическая регулировка частот процессоров: что это такое и для чего нужно

  • Компьютерный магазин
  • Блог
  • Процессоры для ПК и серверов
  • Автоматическая регулировка частот процессоров: что это такое и для чего нужно

Автор статьи: Сергей Коваль ([email protected] ru)

Опубликовано: 14 мая 2021

Еще 15 лет назад компьютерные энтузиасты увеличивали частоту центральных процессоров, внося конструктивные изменения на уровне микросхем в материнские платы и сами процессоры. Позже появились независимые разработки, позволяющие программно, но в ручном режиме увеличить рабочие частоты ядер процессоров. Сегодня контроль над частотами добровольно отдали в руки пользователей сами производители, реализовав его через специальные технологии.

Теперь частоты процессоров автоматически регулирует сама система и выбирает самые оптимальные режимы для эффективного выполнения поставленных пользователем задач. Как именно это происходит – читайте ниже.

Как осуществляется регулировка частоты процессора

Высокие тактовые частоты необходимы процессору, поскольку определяют вычислительную мощность. Но параллельно повышение производительности сказывается на характеристиках всей системы. Увеличивается энергопотребление, вследствие чего интенсифицируется нагрев. В таких условиях система может потерять стабильность и под угрозой окажется безопасность всего ПК.

Поэтому с появлением новейших многоядерных процессоров с высокой мощностью остро встала необходимость управления рабочими частотами. Это позволило компьютеру работать оптимально. То есть при увеличении количества и сложности задач, возложенных на процессор, повышается его частота. А при уменьшении нагрузок процессор сбавляет частоты, следовательно, понижается уровень энергопотребления и спадает степень нагрева как самого чипа, так и окружающего пространства внутри корпуса.

Изначально динамические частоты (изменяющиеся), предусматривались для регулировки рабочих параметров системы. Однако позже, под влиянием современных тенденций и заинтересованности пользователей в разгоне компьютерного оборудования, производители стали выпускать процессоры с разблокированным множителем. Выгода подобного решения стала очевидной: пользователям больше не требовалось прилагать дополнительных усилий для разгона частот процессора, процедура стала массовой и общедоступной.

Однако управление частотами процессора – дело тонкое и ответственное, поэтому для безопасного и эффективного регулирования частот производителями процессоров были созданы фирменные опции. С ними и познакомимся ближе.

Аппаратный алгоритм от Intel

Впервые аппаратный алгоритм с названием Turbo Boost появился в CPU с маркировкой Core i7-900 с 4 ядрами и частотой от 2,66 до 3,2 ГГц. Версия 1.0 способствовала разгону процессора максимум на 300 МГц. На то время и это было значимым шагом.

В 2010 г. была представлена версия Turbo Boost 2.0, которая сохраняет актуальность и сейчас, и эффективно работает даже в новейших процессорах 11 поколения.

Главные принципы регулировки частот CPU Intel – это недопущение потери стабильности и удержание показателей тепловых характеристик в рамках, предусмотренных производителем. Для этого технология опирается на два параметра:

  • PL1 – заводской лимит энергопотребления, который стал базовым значением для реализации технологии.
  • PL2 – абсолютный предел, который по настройкам производителя на 25 % выше заводского базового уровня, но не более.

Чтоб защитить микрочип от перегрузки, алгоритм работает в режиме PL2 небольшой период времени, после происходит плавный откат к базовому режиму. При этом на пике производительности выполняется постоянный контроль температур, поэтому для разгона очень важно наличие производительной системы процессорного охлаждения.

Помимо основной технологии, процессоры Intel новейшего поколения обладают несколькими дополнительными технологиями, которые оптимизирую работу процессора в режиме повышенных частот.

Так, например, алгоритм Turbo Boost Max 3.0 определяет наиболее производительные из ядер CPU и перераспределяет нагрузку с учетом их возможностей. Надстройка Velocity Boost отслеживает степень нагрева ядер и контролирует работу процессора на повышенных частотах, пока значение не достигнет установленных производителем лимитов. Так у семейства Comet Lake предел составляет 70 °C.

Алгоритм контроля частот от AMD

Технология называется Precision Boost. Она реализует разгон CPU с интервалом шага 25 МГц, благодаря чему и называется «Точным разгоном». У конкурентов количественные характеристики разгона как правило кратны 100 МГц, но есть варианты и большего шага – 133 МГц.

Алгоритм Precision Boost появился у компании AMD одновременно с архитектурой Zen, последней и актуальной сегодня версией является Precision Boost 2.0.

В отличие от алгоритмов компании Intel, технология точного разгона от AMD работает сразу с тремя лимитами:

  • максимальной частотой;
  • энергопотреблением;
  • температурой ядер.

Пределом разгона является достижение критического значений по любому из этих показателей. Остальные лимиты остаются на уровнях ниже критических. Показатели лимитов с завода прописаны на подпрограммном уровне каждого процессора.

Таким образом современные технологии дают возможность пользователю наслаждаться высокой производительностью системы, оснащенной новейшими мощными процессорами и не заботиться о ручных настройках частот и связанных с этим рисков.

Однако, несмотря на наличие штатных и вполне эффективных систем поднятия частот, компании-производители все еще выпускают процессоры со свободным множителем. Эти модели предназначены для компьютерных энтузиастов, которые предпочитают самостоятельно оперировать частотами и добиваться от своих систем максимальной производительности в практических или чисто “спортивных” целях.

Готовы разогнать процессоры AMD Ryzen 7-ой серии? Узнай, чего ожидать!


  • Все посты
  • KVM-оборудование (equipment)
  • Powerline-адаптеры
  • Безопасность (security)
  • Беспроводные адаптеры
  • Блоки питания (power supply)
  • Видеокарты (videocard)
  • Видеонаблюдение (CCTV)
  • Диски HDD и твердотельные SSD
  • Дисковые полки (JBOD)
  • Звуковые карты (sound card)
  • Инструменты (instruments)
  • Источники бесперебойного питания (ИБП, UPS)
  • Кабели и патч-корды
  • Коммутаторы (switches)
  • Компьютерная периферия (computer peripherals)
  • Компьютеры (PC)
  • Контроллеры (RAID, HBA, Expander)
  • Корпусы для ПК
  • Материнские платы для ПК
  • Многофункциональные устройства (МФУ)
  • Модули памяти для ПК, ноутбуков и серверов
  • Мониторы (monitor)
  • Моноблоки (All-in-one PC)
  • Настольные системы хранения данных (NAS)
  • Ноутбуки (notebook, laptop)
  • Общая справка
  • Охлаждение (cooling)
  • Планшеты (tablets)
  • Плоттеры (plotter)
  • Принтеры (printer)
  • Программное обеспечение (software)
  • Программное обеспечение для корпоративного потребителя
  • Проекторы (projector)
  • Процессоры для ПК и серверов
  • Рабочие станции (workstation)
  • Распределение питания (PDU)
  • Расходные материалы для оргтехники
  • Расширители Wi-Fi (повторители, репиторы)
  • Роутеры (маршрутизаторы)
  • Серверы и серверное оборудование
  • Сетевые карты (network card)
  • Сканеры (scanner)
  • Телекоммуникационные шкафы и стойки
  • Телефония (phone)
  • Тонкие клиенты (thin client)
  • Трансиверы (trensceiver)
  • Умные часы (watch)

Тактовая частота для современных компьютеров измеряется.

Тактовая частота процессора – это одна из важнейших составляющих компьютера

Уже подросло целое поколение компьютерных пользователей, которые не застали знаменитую «гонку мегагерцев», развернувшуюся между двумя ведущими производителями 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.

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 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 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 основанных на разъеме 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…

Из всех технических характеристик процессора наиболее известной среди пользователей является тактовая частота. Но, мало кто из неспециалистов до конца понимает, что это такое. Более подробная информация об этом поможет лучше понимать работу вычислительных систем. Особенно при использовании многоядерных процессоров, имеющих определенные особенности работы, которые далеко не всем известны, но которые следует учитывать при работе компьютера.

В течение длительного времени основные усилия разработчиков были направлены именно на повышение тактовой частоты. Лишь в последнее время наметилась тенденция развития и совершенствования компьютерной архитектуры, увеличения объема кэш памяти, количества ядер процессора. Однако и тактовая частота процессора не остается без внимания.

Что это за параметр — тактовая частота процессора?

Попробуем разобраться, что такое «тактовая частота процессора». Эта величина характеризует количество вычислений, которые процессор может выполнить за одну секунду. Следовательно, процессор с более высокой тактовой частотой обладает и более высокой производительностью, т.е. способен выполнить за определенный промежуток времени большее количество операций.

Большинство современных процессоров имеют тактовую частоту от 1 до 4 ГГц. Эта величина определяется, как произведение базовой частоты и некоторого коэффициента. В частности процессор Intel Core i7 920 имеет собственную тактовую частоту 2660 Гц, которая получается за счет базовой частоты шины 133 МГц и коэффициента 20. Некоторые производители выпускают процессоры, способные разгоняться до большей производительности. Например, Black Edition у AMD и линейка К-серии компании Intel. Стоит отметить, что, не смотря на важность этой характеристики, она не является решающей при выборе компьютера. Тактовая частота лишь частично влияет на производительность процессора.

Одноядерные процессоры практически канули в Лету, и достаточно редко используются в современных вычислительных устройствах. Это вызвано развитием IT-индустрии, прогресс которой не перестает удивлять. Даже у специалистов иногда можно встретить ошибочное мнение о том, как вычислить тактовую частоту процессора с двумя и более ядрами. Распространенным заблуждением является, что тактовую частоту надо умножить на количество ядер. Например, 4-ядерный процессор при тактовой частоте 3 ГГц будет иметь интегрированную частоту 12 ГГц, т.е. 4х3=12. Но это не соответствует истине.

Объясним это на простом примере . Возьмем пешехода, идущего со скоростью 4 км/час – это одноядерный процессор с частотой 4 ГГц. А 4-ядерный процессор с тактовой 4 ГГц – это уже 4 пешехода, идущие с той же скоростью 4 км/час. Ведь в этом случае скорость пешеходов не суммируется, и мы не можем говорить, что они перемещаются со скоростью 16 км/час. Мы просто говорим о том, что четыре пешехода идут вместе со скоростью 4 км/час каждый. Эту же аналогию можно отнести и к многоядерному процессору. Таким образом, можно сказать, что 4-ядерный процессор с тактовой частотой 4 ГГц просто обладает четырьмя ядрами, каждое из которых имеет одну и ту же частоту – 4 ГГц. Из этого следует простой и логичный вывод количество ядер процессор влияет только на его производительность, а не увеличивает суммарную тактовую частоту вычислительного устройства.

Как известно, тактовая частота процессора что это количество выполняемых операций таковым за единицу времени, в данном случае, за секунду.

Но этого определения недостаточно для того, чтобы полностью понять, что же на самом деле означает данное понятие и какое значение оно имеет для нас, рядовых пользователей.

В интернете можно найти множество статей по этому поводу, но во всех из них чего-то не хватает.

Чаще всего это «что-то» является тем самым ключиком, который может открыть дверь к пониманию. Поэтому мы постарались собрать все основные сведения, будто это пазлы, и составить из них единую целостную картину.

Детальное определение

Итак, тактовая частота – это количество операций, которые процессор может выполнять за секунду. Измеряется эта величина в Герцах.

Эта единица измерения названа в честь известного ученого, который проводил эксперименты, направленные на изучение периодических, то есть повторяющихся процессов.

А причем Герц к операциям за секунду?

Такой вопрос возникает при чтении большинства статей в интернете у людей, которые не очень хорошо изучали физику в школе (может быть, не по своей вине). Дело в том, что эта единица как раз и обозначает частоту, то есть количество повторений, этих самых периодических процессов за секунду.

Она позволяет измерять не только число операций, а и другие всевозможные показатели. К примеру, если вы делаете 3 входа в секунду, значит, частота дыхания составляет 3 Герца.

Что же касается процессоров, то здесь могут выполняться самые разные операции, которые сводятся к вычислению тех или иных параметров. Собственно, количество вычислений этих самых параметров за секунду и называется тактовой частотой.

Как все просто!

На практике понятие «Герц» используется крайне редко, чаще мы слышим о мегаГерцах, килоГерцах и так далее. В таблице 1 приведены «расшифровки» этих величин.

Таблица 1. Обозначения

Первое и последнее в настоящее время используется крайне редко.

То есть, если вы слышите, что в нем 4 ГГц, значит, он может выполнять 4 миллиарда операций каждую секунду.

Отнюдь! На сегодняшний день это средний показатель. Наверняка, очень скоро мы услышим о моделях с частотой в тераГерц или даже больше.

Как образовывается

Итак, в нем есть следующие устройства:

  • тактовый резонатор – представляет собой обычный кристалл кварца, заключен в специальный защитный контейнер;
  • тактовый генератор – устройство, которое преобразовывает один вид колебаний в другие;
  • металлическая крышка;
  • шина данных;
  • текстолитовая подложка, к которой крепятся все остальные устройства.

Так вот, кристалл кварца, то есть тактовый резонатор образуют колебания вследствие подачи напряжения. В результате образовываются колебания электрического тока.

К подложке крепится тактовый генератор, который преобразовывает электрические колебания в импульсы. Они передаются на шины данных, и таким образом результат вычислений попадает к пользователю.

Вот именно таким путем и получается тактовая частота. Интересно, что в отношении данного понятия существует огромное количество заблуждений, в частности, относительно связи ядер и частоты. Поэтому об этом тоже стоит поговорить.

Как частота связана с ядрами

Ядро – это, фактически, и есть процессор. Под ядром подразумевается тот самый кристалл, который и заставляет все устройство выполнять определенные операции. То есть если в той или иной модели два ядра, это значит, что в нем два кристалла, которые соединяются между собой при помощи специальной шины.

Согласно распространенному заблуждению, чем больше ядер, тем больше частота. Не зря ведь сейчас разработчики стараются вместить все больше ядер в них. Но это не так. Если она равна 1 ГГц, даже если в нем 10 ядер, она так и останется 1 ГГц, и не станет 10 ГГц.

Принципиальная схема процессора

Управляющий блок — управляет работой всех блоков процессора.

Арифметико-логический блок — выполняет арифметические и логические вычисления.

Регистры — блок хранения данных и промежуточных результатов вычислений — внутренняя оперативная память процессора.

Блок декодировки — преобразует данные в двоичную систему.

Блок предварительной выборки — получает команду от устройства (клавиатура и т.д.) и запрашивает инструкции в системной памяти.

Кэш-память (или просто кэш) 1-го уровня — хранит часто использующиеся инструкции и данные.

Кэш-память 2-го уровня — хранит часто использующиеся данные.

Блок шины — служит для ввода и вывода информации.

Эта схема соответствует процессорам архитектуры P6. По этой архитектуре создавались процессоры с Pentium Pro до Pentium III. Процессоры Pentium 4 изготавливаются по новой архитектуре Intel® NetBurst. В процессорах Pentium 4 кэш 1-го уровня поделен на две части — кэш данных и кэш команд.

Характеристики процессора

Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота, разрядность и размеры кэша 1-го и 2-го уровня.

Частота — это количество колебаний в секунду. Тактовая частота — это количество тактов в секунду. В применении к процессору:

Тактовая частота — это количество операций, которое процессор может выполнить в секунду.

Т.е. чем больше операций в секунду может выполнять процессор, тем быстрее он работает. Например, процессор с тактовой частотой 40 МГц выполняет 40 миллионов операций в секунду, с частотой 300 Мг — 300 миллионов операций в секунду, с частотой 1 ГГц — 1 миллиард операций в секунду.

К 2003 году тактовая частота процессоров достигла 3 ГГц.

Существует два типа тактовой частоты — внутренняя и внешняя.

Внутренняя тактовая частота — это тактовая частота, с которой происходит работа внутри процессора.

Внешняя тактовая частота или частота системной шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.

До 1992 года в процессорах внутренняя и внешняя частоты совпадали, а в 1992 году компания Intel представила процессор 80486DX2, в котором внутренняя и внешняя частоты были различны — внутренняя частота была в 2 раза больше внешней. Было выпущено два типа таких процессоров с частотами 25/50 МГц и 33/66 МГц, затем Intel выпустила процессор 80486DX4 с утроенной внутренней частотой (33/100 МГц).

С этого времени остальные компании-производители также стали выпускать процессоры с удвоенной внутренней частотой, а компания IBM стала выпускать процессоры с утроенной внутренней частотой (25/75 МГц, 33/100 МГц и 40/120 МГц).

В современных процессорах, например, при тактовой частоте процессора 3 ГГц, частота системной шины 800 МГц.

Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров.

Компьютер может оперировать одновременно ограниченным набором единиц информации. Этот набор зависит от разрядности внутренних регистров. Разряд — это хранилище единицы информации. За один рабочий такт компьютер может обработать количество информации, которое может поместиться в регистрах. Если регистры могут хранить 8 единиц информации, то они 8-разрядне, и процессор 8-разрядный, если регистры 16-разрядные, то и процессор 16-разрядный и т.д. Чем большая разрядность процессора, тем большее количество информации он может обработать за один такт, а значит, тем быстрее работает процессор.

Процессор Pentium 4 является 32-разрядным.

Объем кэш-памяти 1-го и 2-го уровня также влияет на производительность процессора.

В процессоре Pentium III кэш-память 1-го уровня составляет 16 Кб, кэш-память 2-го уровня 256 Кб.

В процессорах Pentium 4 кэш-память 1-го уровня для данных имеет объем 8 Кб, кэш-память 1-го уровня для команд рассчитан на 12000 инструкций в порядке их исполнения, а объем кэш-памяти 2-го уровня составляет 512 Кб.

Что такое тактовая частота процессора? На что влияет эта характеристика и какими способами ее можно увеличить? Что такое максимальная тактовая частота процессора? Эти вопросы мы разберем в ходе данной статьи.

Понятие о тактовой частоте

Тактовая частота процессора — это один из наиболее важных параметров, характеризующих персональный компьютер, а также все другие устройства, построенные по его принципу. То есть свою тактовую частоту процессора имеют не только персональные компьютеры, но и ноутбуки, нетбуки, ультрабуки, планшетные компьютеры и смартфоны.

Тактовая частота процессора — это параметр, применяемый к отдельным устройствам, которые составляют компьютерную систему. Говоря конкретнее, речь идет о процессоре. На самом деле от тактовой частоты процессора зависит многое, но это не единственная деталь, которая оказывает влияние на работу системы.

Итак, чтобы разобраться с вопросом о тактовой частоте, сначала немного углубимся в словообразование. Что такое “такт” и какое отношение это слово имеет к нашему случаю? Такт есть не что иное, как промежуток времени, имеющий место между повтором двух импульсов. Эти импульсы, в свою очередь, создаются устройством под названием “генератор тактовых частот”. По сути дела, это микросхема, которая отвечает за формирование тактовой частоты, используемой материнской платой и самим процессором. То есть тактовая частота процессора — это та частота, на которой работает устройство.

Принцип действия ГТЧ

Генератор тактовой частоты создает импульсы, которые впоследствии рассылаются по устройству. Они форсируют архитектуру компьютера, попутно создавая синхронизацию между отдельными элементами. То есть ГТЧ является своеобразным “командиром”, который соединяет в одну последовательность рабочие компьютерные звенья. Так вот, чем чаще генератор тактовой частоты будет создавать импульсы, тем лучшее быстродействие будет у компьютера/ноутбука/смартфона и так далее.

Логично предположить, что если генератор тактовой частоты будет отсутствовать, то синхронизации между элементами не будет. Следовательно, устройство не сможет работать. Давайте предположим, что все-таки каким-то образом нам удалось привести такое устройство к жизни. Ну и что дальше? Все части компьютера будут работать на своей частоте в разное время. И что в результате? А в результате быстродействие компьютера снижается в десятки, сотни, а то и в тысячи раз. Разве такое устройство кому-то нужно? Вот в чем и заключается роль генератора тактовой частоты.

В чем измеряется тактовая частота?

Тактовую частоту, согласно международным стандартам, принято измерять как в мегагерцах, так и в гигагерцах. Оба вида измерений верны, скорее, это просто вопрос внешнего вида приставки и количества символов. Обозначения для двух измерений, соответственно, следующие: “МГц” и “ГГц”. Напомним тем, кто забыл, и расскажем тем, кто не знал, о том, что 1 МГц численно равен миллиону тактов, совершаемых в течение одной секунды. А гигагерц — на 3 степени больше. То есть это тысяча мегагерц. Компьютерные технологии не стоят на месте, как и все другие. Они, можно сказать, динамично развиваются, поэтому можно озвучить предположение о том, что в ближайшем будущем может появиться процессор, тактовую частоту которого будут измерять не в мегагерцах и не в гигагерцах, а в терагерцах. Это еще на 3 степени больше.

На что влияет тактовая частота процессора?

Как известно, компьютер, начиная от простых счетов и заканчивая новейшими играми, выполняет некоторый набор операций. Который, кстати, может быть вполне внушительным. Так вот, эти операции совершаются за определенное количество тактов. Следовательно, чем большую тактовую частоту будет иметь процессор, тем быстрее он сможет справляться с задачами. А вместе с этим увеличивается производительность, ускоряются расчеты и загрузка данных в различных приложениях.

О максимальной тактовой частоте

Ни для кого не секрет, что перед выпуском модели процессора в серийное производство его прототип тестируют. Причем тестируют с достаточной нагрузкой, чтобы выявить слабые места и несколько доработать их.

Тестирование процессора проводится при разной тактовой частоте. При этом изменяются и другие условия, такие как давление и температура. Для чего проводятся тесты? Они организуются не только для выявления и устранения неисправностей и неполадок, но и для того, чтобы получить значение, называемой максимальной тактовой частотой. Она обычно указывается в документации устройства, а также в его маркировке. Максимальная тактовая частота есть не что иное, как обыкновенная тактовая частота, которую процессор будет иметь в стандартных условиях.

О возможности регулировки

Вообще современные компьютерные материнские платы позволяют пользователю изменять тактовую частоту. Разумеется, это делается в том или ином диапазоне. Сейчас технологии позволяют процессорам работать на разных частотах в зависимости от выбора. И это, надо сказать, немаловажно, поскольку такой процессор может синхронизировать свою частоту с частотой, которую имеет материнская плата, ведь сам процессор устанавливается именно на нее.

Об увеличении тактовой частоты

Конечно, максимального результата можно достичь, просто-напросто приобретя новый процессор, имеющий повышенную тактовую частоту. Однако это не всегда возможно в финансовом плане, а значит, вопрос о том, как увеличить тактовую частоту процессора без вложения дополнительных средств в это дело, остается открытым.

Говоря в двух словах, разгон процессора совершается не за счет сторонних программ. Это, как и в случае с разгоном видеокарты, откровенная чушь. На самом деле улучшить работу процессора можно, выставив соответствующие настройки в BIOS.

Заключение

Итак, что мы выяснили в ходе данной статьи? Во-первых, тактовая частота процессора — это та частота, на которой работает устройство. Во-вторых, в компьютерах используется генератор тактовой частоты, который создает определенную частоту, синхронизирующую работу отдельных элементов. В-третьих, максимальной частотой процессора называется та частота, на которой работает процессор в нормальных условиях. В-четвертых, разгон процессора, то есть увеличение его тактовой частоты, возможно при помощи изменения настроек в BIOS.

Тактовая частота процессоров Intel, как и процессоров других марок, зависит от модели.

Тактовая частота или количество ядер? Выбор центрального процессора

Центральный процессор на вашем компьютере, безусловно, является одним из самых сильных определяющих факторов его производительности. Современный процессор представляет собой чудо архитектуры с несколькими различными потоками для распределения и временного хранения задач. Они умнее, быстрее и динамичнее. Но новые процессоры подняли новые вопросы среди общественности. В частности, есть одна битва, которая, вероятно, никогда не закончится: битва между количеством ядер процессора и его тактовой частотой.

Вы не найдете никого, кто разбирается в технологиях и сказал бы, что мы должны полностью отказаться от многоядерных процессоров и просто использовать как можно большую тактовую частоту. Есть причина, по которой ядра стали появляться на процессорах, и есть не менее веская причина, по которой производители микросхем стараются обойти друг друга по тактовой частоте. Ежедневно производители должны тщательно проектировать свои следующие модели процессоров, чтобы быть уверенными в том, что они успешно конкурируют с конкурентами и поставляют надежный продукт, который порадует их потребителей. Это означает достижение реалистичного, но гармоничного баланса между ядрами, тактовой частотой и архитектурой.

Почему тактовая частота важна

Чтобы было легче понять, думайте о процессоре не как о мозге, а как о двигателе. Если вычисления — это автомобиль, тогда процессор — это двигатель. Чем выше тактовая частота, тем быстрее будет двигаться машина (система).

Тактовая частота измеряется в ГГц (гигагерц), большее значение означает более высокую тактовую частоту. Чтобы запускать ваши приложения, ваш ЦП должен постоянно выполнять вычисления, если у вас более высокая тактовая частота, вы можете совершить вычисления быстрее, и в результате этого приложения будут работать быстрее и плавнее. Тактовая частота процессора, как следует из названия, сильно влияет на количество задач, которые каждое ядро может выполнить за определенный период времени. Скорость, наряду с шириной в битах, показывает, сколько данных может передаваться в секунду. Если один процессор имеет ширину шины 32 бита и скорость 3,93 ГГц, это означает, что он может обрабатывать почти 4 миллиарда единиц 32-битных данных в секунду. Это 4 миллиарда целых чисел! Более высокая тактовая частота означает большую скорость отклика при выполнении сложных линейных задач, таких как однопоточные приложения. Большинство программ по-прежнему работают линейно, используя только одно ядро. В этих случаях тактовая частота является королем.

И всё-таки, что лучше – количество ядер или тактовая частота процессора?

Проблема в том, что компьютеры используются по-разному. С утра скачиваешь из интернета прошивку на свой телефон, а там две тысячи файлов по 500 килобайт в одном архиве. В обед сидишь, просматриваешь гифки с котиками в интернете. Вечером играешь, сражаясь с многочисленными врагами в виртуальной реальности.

То есть с утра компьютеру нужен процессор с высокой тактовой частотой, в обед – да просто хоть какой-нибудь «чип», а вечером – со множеством ядер. И «перетыкать» «камни» в зависимости от планируемого использования явно не лучшая идея.

Именно поэтому производители стараются выпускать многоядерные конфигурации с высокой тактовой частотой. Так, например, Intel Core i7-8086K (топовый в линейке Kabu Lake на момент написания материала) оснащается шестью вычислительными ядрами с технологией HyperThreading и базовой тактовой частотой 4.0 ГГц. Он может всё! Дорогой, правда – 425 долларов на момент релиза.

Для домашнего использования выбирать, что лучше – тактовая частота или количество ядер – не стоит. Идеальным решением станет достижение баланса. Например, покупка какого-нибудь четырёхъядерного чипа с базовой тактовой частотой от 3.0 ГГц. Его производительности хватит для абсолютного большинства повседневных задач.

Почему ядра важны

Если у вас был компьютер в начале 2000-х, вы, возможно, помните, что когда одна программа зависала, вполне вероятно, что вся ваша система также зависнет. Это было не только проблемой того, как операционные системы, такие как Windows, справлялись с задачами в прошлом. Наличие процессора с одним ядром гарантирует, что вы сможете выполнять только одну задачу за раз. Наличие нескольких ядер позволяет процессору обрабатывать несколько программ одновременно, разделяя работу на несколько единиц. Если одно ядро «забивается» задачей, которая просто продолжает работать (например, программа, использующая это ядро, зависает), общая работа чипа может сохраняться, пока вы выясняете, что не так, или в конце концов закрываете программу, чтобы освободить это ядро. Многоядерные процессоры стали популярными, так как стало все труднее увеличивать тактовую частоту на одноядерных процессорах из-за технологических ограничений. Ядро — это один процессор, многоядерные процессоры имеют несколько процессоров. Таким образом, двухъядерный процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц имеет 2 процессора, каждый с тактовой частотой 3,0 ГГц. 6-ядерный процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц имеет 6 процессорных блоков с тактовой частотой 3,0 ГГц. 6-ядерный процессор, который мы только что описали, имеет общую тактовую частоту 18,0 ГГц. То есть ваши программы будут работать в 6 раз быстрее, чем с одноядерным процессором с тактовой частотой 3,0 ГГц? Ну, не совсем … По сути, ядра являются инструментами многозадачности. Они обеспечивают большую динамичность и облегчают работу при работе на компьютере. Сегодня даже смартфоны имеют процессоры с несколькими ядрами. Многоядерные процессоры выглядят быстрее, потому что они могут принимать гораздо большую нагрузку, чем их одноядерные аналоги. Они очень надежны в устранении зависаний.

Думайте о ядрах как о взлетно-посадочных полосах в аэропорту. Чем их больше, тем легче будет посадить самолеты на землю.

На что влияет количество ядер процессора


Отвечая на вопрос, на что влияет количество ядер в процессоре, хочется сразу сказать – на производительность компьютера. Но это настолько сильное упрощение, что оно даже в какой-то момент становится ошибкой.
Ладно бы пользователи просто заблуждались и ничего не теряли. Проблема в том, что неправильное понимание сути многоядерности приводит к финансовым потерям. Пытаясь увеличить производительность, человек тратит деньги на процессор с большим количеством ядер, но не замечает разницы.

Многоядерность и многопоточность

Когда мы изучали вопрос, как узнать количество ядер, то обратили внимание на особенность процессоров Intel – в стандартных инструментах Windows отображается разное число ядер. Это обусловлено работой технологии Hyper-Threading, которая обеспечивает многопоточность.

Чтобы вы больше не путались в понятиях, разберемся раз и навсегда:

  • Многоядерность – чип оснащен несколькими физическими архитектурными ядрами. Их можно увидеть, потрогать руками.
  • Многопоточность – несколько одновременно обрабатываемых потоков информации. Ядро может быть физически одно, но программные технологии на его основе создают два потока выполнения задач; два ядра – четыре потока и т.д.

Влияние количества ядер на производительность

Увеличение производительности на многоядерном процессоре достигается за счет разбиения выполнения задач. Любая современная система делит процесс на несколько потоков даже на одноядерном процессоре – так достигается та самая многозадачность, при которой вы можете, например, слушать музыку, набирать документ и работать с браузером. Очень любят и постоянно используют многопоточность следующие приложения:

  • архиваторы;
  • медиапроигрыватели;
  • кодировщики видео;
  • дефрагментаторы;
  • антивирусы;
  • графические редакторы.

Важен принцип разделения потоков. Если компьютер работает на одноядерном процессоре без технологии Hyper-Threading, то операционная система производит моментальные переключения между потоками, так что для пользователя процессы визуально выполняются одновременно. Все действия выполняются в течение миллисекунд, поэтому вы не видите серьезную задержку, если не нагружаете сильно ЦП.

Если же процессор многоядерный (или поддерживает многопоточность), то в идеале переключений не будет. Система посылает на каждое ядро отдельный поток. В результате увеличивается производительность, потому что нет необходимости переключаться на выполнение другой задачи.

Но есть еще один важный фактор – поддерживает ли сама программа многозадачность? Система может разделить процессы на разные потоки. Однако если вы запускаете очень требовательную игру, но она не оптимизирована под работу с четырьмя ядрами, но никакого прироста производительности по сравнению с двухъядерным процессором не будет.

Разработчики игр и программ в курсе об этой особенности, поэтому постоянно оптимизируют код под выполнение задач на многоядерных процессорах. Но эта оптимизация не всегда успевает за увеличением количества ядер, поэтому не стоит тратить огромные деньги на самые новые мощные процессоры с максимально возможным числом поддерживаемых потоков – потенциал чипа не будет раскрываться в 9 программах из 10.

Так сколько ядер выбирать?

Прежде чем покупать процессор с 16 ядрами, подумайте, потребуется ли такое количество потоков для выполнения задач, которые вы будете ставить перед компьютером.

  • Если компьютер приобретается для работы с документами, серфинга в интернете, прослушивания музыки, просмотра фильмов, то хватит двух ядер. Если взять процессор с двумя ядрами из верхнего ценового сегмента с хорошей частотой и поддержкой многопоточности, то не будет проблем при работе с графическими редакторами.
  • Если вы покупаете машину с расчетом на мощную игровую производительность, то сразу ставьте фильтр на 4 ядра минимум. 8 ядер с поддержкой многопоточности – самый топ с запасом на несколько лет. 16 ядер – перспективно, но велика вероятность, что пока вы раскроете потенциал такого чипа, он устареет.

Как я уже говорил, разработчики игр и программ стараются не отставать от прогресса процессоров, но пока огромные мощности просто не нужны. 16 ядер подойдут пользователям, которые занимаются рендерингом видео или серверными вычислениями. Да, в магазинах такие процессоры называют игровыми, но это только для того, чтобы они продавались – геймеров вокруг точно больше, чем тех, кто рендерит видео.

: Как правильно нанести термопасту? Инструкция с фото.

Преимущества многоядерности можно заметить только при очень серьезной вычислительной работе в несколько потоков. Если, условно, игра или программа оптимизирована только под четыре потока, то даже ваши восемь ядер будут бессмысленной мощностью, которая никак не повлияет на производительность.

Это как перевозить стул на огромной грузовой машине – задача от этого не выполняется быстрее. Но если правильно использовать имеющиеся возможности (например, загрузить кузов полностью другой мебелью), то производительность труда увеличится. Помните об этом и не ведитесь на маркетинговые штучки с добавлением слова «игровой» к процессорам, которые даже на самых последних играх не раскроют весь свой потенциал.

Источник: https://f1comp.ru/zhelezo/na-chto-vliyaet-kolichestvo-yader-processora/

Выше тактовая частота или больше ядер?

Итак, теперь вы понимаете преимущества более высокой тактовой частоты и производительности, которую может предложить больше ядер. Вы купите процессор с более низкой тактовой частотой, но с большим количеством ядер? Или процессор с большим количеством ядер, но с меньшей тактовой частотой? 12 ядер 2.66 ГГц или 3.46 ГГц 6 ядер, что лучше? Стоит ли 12-ядерная система с частотой 3,46 ГГц или я должен просто купить 6-ядерную? На эти вопросы мы поможем вам ответить сегодня. Прежде всего, если возможно, выбирайте тот, который имеет самую высокую тактовую частоту и наибольшее количество ядер. Однако из-за бюджетов это не всегда возможно, и обычно существует компромисс между ядрами и тактовой частотой.

Больше ядер, меньшая тактовая частота

Преимущества:

  • Приложения, поддерживающие многопоточность, получат большую выгоду, имея в своем распоряжении большее количество ядер.
  • Увеличение количества ядер в вашем процессоре является экономически эффективным способом повышения производительности.
  • Поддержка многопоточности для приложений будет улучшаться со временем.
  • Вы сможете запускать больше приложений одновременно, не видя падения производительности
  • Отлично подходит для запуска нескольких виртуальных машин

Недостатки

  • Более низкая однопоточная производительность, чем у процессора с более высокой тактовой частотой

На что влияет число ядер CPU? Объясняем по-простому

Какой процессор лучше — с более высокой тактовой частотой или с большим количеством ядер? Не всегда все однозначно…

Вот почему появились многоядерные CPU: процессоры с несколькими ядрами были разработаны потому, что увеличение вычислительной производительности путем повышения тактовой частоты приносило большие технические проблемы. Кроме того, гораздо менее затратным оказался метод размещения нескольких ядер в одном процессоре, по сравнению с установкой нескольких процессоров на одной материнской плате. Вы и сами можете в этом легко убедиться: один процессор с несколькими ядрами в большинстве случаев стоит дешевле, чем 2 процессора с меньшим количеством ядер.

Так что же дает наличие нескольких ядер? Во-первых, вся основная нагрузка системы распределяется между несколькими «вычислительными центрами». Благодаря этому ваш ноутбук или ПК реже оказывается полностью перегруженным и не «замирает» так часто, как мог бы с одноядерным процессором. CPU с несколькими ядрами могут повышать тактовую частоту и, как следствие, производительность компьютера. Однако, на практике увеличение мощности сильно зависит от того, какая программа выполняется и какая при этом используется операционная система. Сам по себе принцип работает только в том случае, если вы используете ПО, поддерживающее многопоточность обработки данных, то есть особенно требовательное к ресурсам системы.


Например, Intel Core i5-4570S имеет в целом 4 физических CPU-ядра и может работать на тактовой частоте до 3,6 ГГц. Другая модель этого же производителя, Intel Core i3-7350K располагает всего двумя физическими ядрами, но тактовая частота у него достигает отметки в 4,2 ГГц. Расчеты вида 4 (ядра) * 3,6 ГГц = 14,4 ГГц здесь не подходят: i5-4570S по результатам наших тестовых испытаний оказался значительно хуже и менее эффективным, чем i3-7350K. Несмотря ни на что вы должны покупать только те процессоры, которые имеют минимум 2 ядра или больше. Делать ли выбор в пользу большего количества ядер или подыскивать процессор с более высокой тактовой частотой, зависит от того, как вы собираетесь использовать свой компьютер.

При всем этом сравнивать напрямую вы можете процессоры только одного производителя и одного типа. Все потому, что более старый CPU с 8 ядрами может оказаться хуже, чем новый процессор с 4 ядрами от другого производителя.

Факторы, влияющие на мощность процессора

Разрядность процессора

Чем выше разрядность процессора, тем быстрее он может обрабатывать данные. Первые процессоры были 4-х битные. В настоящее время существуют 64-х разрядные ЦП и все операционные системы поддерживают их.

Количество ядер процессора

Чем больше ядер процессора задействовано в какой-то момент времени, тем больше его быстродействие, поскольку фактически работает не один процессор, а несколько. Соответственно, теоретически производительность возрастает в разы по сравнению с однопроцессорной системой.

Многопоточность

Каждое физическое ядро благодаря дополнительному набору регистров и достаточному количеству кэш-памяти может быть представлено в виде двух ЦП, каждый из которых выполняет минимальную задачу ОС – так называемый поток. Поток является самой маленькой неделимой единицей кода, за которой «следит» ОС. Собственно, разбитие на задачи – это фактически разбитие на потоки. Использование много поточности в некоторых случаях может дать выигрыш в производительности не хуже, чем даёт удвоение числа ядер.

Энергопотребление и охлаждение

В рамках одной технологии производства, чем выше быстродействие ЦП, тем больше он выделяет тепла, поэтому следует заранее подумать о том, что увеличение производительности должно сопровождаться увеличением эффективности системы охлаждения.

Встроенное графическое ядро

Этот модуль, по сути, является разновидностью математического сопроцессора, поскольку вся работа с графикой – это на 99% вычисления. Поэтому, если программа может использовать графическое ядро и задействовать его для своих нужд, мощность ЦП только увеличится.

Зависимость частоты процессора от количества ядер

Первые многоядерные ЦП работали на частотах существенно ниже топовых одноядерных ЦП, однако, превышали их по быстродействию. Естественно, своё давала оптимизация кода, однако, эффект был заметен уже тогда.

В настоящее время нет прямой зависимости между частотами ЦП и количеством ядер на нём в одном кристалле. Современные ЦП могут обладать как 12 ядрами с частотой 4 ГГц, так и 8 ядрами с частотами в 3 ГГц и 4.5 ГГц.

Влияние тактовой частоты процессора на производительность

Тактовая частота ЦП влияет на его производительность, однако, до какого-то значения. Дальнейший рост частоты приводит к существенному увеличению энергопотребления ЦП и её увеличение нецелесообразно. В настоящее время редко встречаются ЦП, работающие с частотами выше 5.0-5.5 ГГц.

Что важнее для вашего ПК?

Автор Фавад Муртаза

Делиться Твитнуть Делиться Электронная почта

Когда дело доходит до покупки нового процессора, вам нужно больше ядер или более быстрые ядра? Или просто больше всего?

Больше ядер или выше тактовая частота? Это старый вопрос. Возможно, так же стары, как и сами компьютеры. К сожалению, на это нет простого ответа. В некоторых случаях предпочтительнее большее количество ядер. В других более высокая тактовая частота.

Давайте подробно ответим на вопрос и посмотрим, на какую из этих двух характеристик процессора стоит обратить больше внимания.

Когда вам нужно больше ядер?

Современные компьютерные процессоры имеют несколько ядер. Вы можете думать о ядре как об одном процессорном блоке внутри ЦП. Этот процессор принимает данные, выполняет вычисления и сохраняет результат в памяти для выполнения задачи. Как только ЦП завершил задачу, он переходит к следующей. Таким образом, каждое ядро ​​может одновременно выполнять только одну задачу. Вот где на помощь приходят многоядерные процессоры.

При наличии нескольких ядер ЦП может одновременно обрабатывать множество задач. Возможность выполнять несколько задач одновременно имеет решающее значение для современных компьютеров, поскольку современные ПК всегда имеют несколько процессов, работающих в фоновом режиме.

Чтобы понять важность большего количества ядер, рассмотрим сценарий, в котором вы печатаете документ, слушаете музыку и загружаете фильм на свой компьютер одновременно. Если бы процессор вашего ПК имел только одно ядро, ему было бы сложно выполнять все эти задачи одновременно. В то время как многоядерные процессоры позволяют нашим компьютерам запускать несколько программ и выполнять несколько задач одновременно.

Проще говоря, если вы работаете в режиме интенсивной многозадачности, вам потребуется столько ядер, сколько позволит ваш бюджет.

Когда вам нужна более высокая тактовая частота?

Каждый процессор или ядро ​​внутри ЦП имеет тактовую частоту или тактовую частоту. Тактовая частота показывает количество операций, которые ядро ​​ЦП может выполнять за одну секунду. Современные процессоры имеют тактовые частоты от 1,5 ГГц до более чем 5 ГГц. В прошлом процессоры были только одноядерными или максимум двухъядерными. В результате разработчики оптимизировали программы для работы на одном ядре. А когда было только одно ядро, тактовая частота имела большое значение.

Таким образом, многие устаревшие программы не используют преимущества нескольких ядер, потому что они предназначены для работы только на одном ядре. К сожалению, многие современные программы, включая видеоигры, также сильно зависят от одноядерной производительности, а одноядерная производительность сильно зависит от тактовой частоты.

Связанный: Способы улучшить игровую производительность на вашем ноутбуке

Короче говоря, если вы играете в видеоигры или используете программы, обеспечивающие превосходную одноядерную производительность, приобретите процессор с максимальной тактовой частотой в рамках вашего бюджета.

Больше ядер против более высоких тактовых частот: что важнее?

В споре о большем количестве ядер и более высоких тактовых частотах есть нюансы. Нет простого, шаблонного ответа. Выгодно ли вам иметь больше ядер или более высокую тактовую частоту, это субъективно и полностью зависит от ваших потребностей.

Если вам нужен ЦП для таких вещей, как редактирование видео, визуализация САПР и многозадачность, выберите больше ядер. С другой стороны, если вам нужен процессор для видеоигр или чего-то еще, что способствует одноядерной производительности, отдавайте приоритет тактовой частоте.

Тем не менее, современные процессоры невероятно мощные. К счастью, в большинстве случаев, когда вы покупаете новый процессор в эпоху современных вычислений, вам не придется жертвовать ядрами в пользу тактовой частоты или наоборот, если вы инвестируете в чип, которому не больше нескольких лет.

Короче говоря, когда вы ищете ЦП, убедитесь, что вы получаете тот, у которого наибольшее количество ядер вписывается в ваш бюджет. Под «максимальным количеством ядер» мы не подразумеваем чипы центров обработки данных с 64+ ядрами. Шести-, восьми-, десяти- и шестнадцатиядерных чипов от AMD и Intel вам будет более чем достаточно.

Выберите современный процессор, и вы не будете беспокоиться о производительности процессора

Современные процессоры невероятно сложны. Вам больше не нужно жертвовать между выбором большего количества ядер или более высокой тактовой частотой. Высокопроизводительные и даже средние чипы от Intel и AMD имеют больше ядер и значительно лучшую тактовую частоту, чем их бюджетные аналоги.

Единственное, что вам нужно сделать сейчас, это определить свой бюджет и выбрать подходящее для вас семейство процессоров.

Intel Core i9, i7 и i5: какой процессор стоит купить?

Читать Далее

Делиться Твитнуть Делиться Эл. адрес

Связанные темы

  • Описание технологии

Об авторе

Фавад Муртаза (опубликовано 123 статьи)

Фавад — выпускник факультета компьютерных наук, страстно увлеченный всем, что касается ПК и видеоигр. Он возится с Windows со времен XP и любит делиться тем, что узнал в письменной форме.

Еще от Фавада Муртазы

Подпишитесь на нашу рассылку

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

Что такое скорость процессора и почему она важна?

Благодаря технологиям, целям повышения производительности, более быстрому Интернету и большему количеству устройств мы создали потребность в скорости, где бы мы ни находились. Мы привыкли получать результаты мгновенно и ожидаем, что наши устройства будут соответствовать нашим запросам, когда мы многозадачны на протяжении всей жизни. Компьютерные процессоры и их тактовая частота — это две особенности, которые мы чаще всего связываем с высокопроизводительной и быстрой технологией.

Скорость процессора компьютера (скорость процессора) — один из наиболее важных элементов, который следует учитывать при сравнении компьютеров. Процессор часто называют «мозгом» вашего компьютера, поэтому обеспечение его правильной работы очень важно для долговечности и функциональности вашего компьютера. Понимание того, что обеспечивает хорошую скорость процессора, начинается с понимания того, что именно делает процессор и что делают его компоненты для улучшения функциональности вашего компьютера.

Давайте разберемся в том, что делает ваш процессор быстрым, количество ядер в сравнении с тактовой частотой, что делает их важными и на что обращать внимание при покупке нового компьютера.

Что такое процессор ПК и для чего он?

Центральный процессор или ЦП — это часть оборудования, которая позволяет вашему компьютеру взаимодействовать со всеми установленными приложениями и программами. Процессор интерпретирует инструкции программы и создает вывод, с которым вы взаимодействуете, когда используете компьютер.

Процессор состоит из оборудования, которое работает вместе для доставки информации, позволяя вашему компьютеру выполнять задачи, которые вы запрашиваете, когда открываете приложение или вносите изменения в файл. Независимо от того, обрабатывается он быстро или мучительно медленно, это может оказать большое влияние на ваш опыт работы с компьютером.

Ядра процессора и тактовая частота определяют, сколько информации может быть получено за раз и как быстро эта информация может быть обработана на вашем компьютере. Скорость, с которой ядра вашего компьютера и тактовая частота работают вместе, считается скоростью его обработки.

Ядра процессора и тактовая частота

Ядра процессора и тактовая частота — это очень разные функции, но они работают для достижения одной цели. Многие технические специалисты говорят о том, чему следует уделять больше внимания при покупке компьютера, но они в равной степени зависят друг от друга, чтобы помочь вашему компьютеру работать наилучшим образом.

Знание различий между ними может помочь вам лучше понять, что делает каждый из них и какая скорость процессора вам нужна в зависимости от того, как вы планируете использовать свой компьютер. Если вы планируете использовать свой компьютер для сложного редактирования видео, а не только для стандартных программ и просмотра веб-страниц, у вас будут другие требования к ядру процессора и тактовой частоте. Давайте рассмотрим эти две технологии и цифры, на которые следует обращать внимание при сравнении компьютеров.

Что такое ядро ​​процессора?

Ядра процессора — это отдельные процессорные блоки в составе центрального процессора (ЦП) компьютера. Ядро процессора получает инструкции от одной вычислительной задачи, работая с тактовой частотой, чтобы быстро обрабатывать эту информацию и временно сохранять ее в оперативной памяти (ОЗУ). Постоянная информация сохраняется на вашем жестком диске, когда вы запрашиваете ее.

В настоящее время большинство компьютеров имеют несколько ядер процессора, что позволяет вашему компьютеру выполнять несколько задач одновременно. Возможность запускать многочисленные программы и запрашивать несколько задач, таких как внесение изменений в документ, просмотр видео, открытие новой программы, стала возможной благодаря многоядерным процессорам.

Для сложных видеоигр или программ важно иметь ЦП, способный справиться с такой информацией, как быстро распространяемые аудио- и видеопотоки. В цифровую эпоху, когда мы все являемся экспертами в многозадачности, процессорные ядра становятся все более важными для пользователей компьютеров.

Несколько ядер процессора и технология Hyper-Threading практически необходимы как для игровых, так и для повседневных компьютеров. Наличие нескольких процессорных ядер дает вам возможность повысить производительность на работе, играть в сложные видеоигры или исследовать новый мир с виртуальной реальностью.

Что такое тактовая частота?

Тактовая частота процессора компьютера определяет, насколько быстро центральный процессор (ЦП) может извлекать и интерпретировать инструкции. Это помогает вашему компьютеру выполнять больше задач, выполняя их быстрее.

Тактовые частоты измеряются в гигагерцах (ГГц), при этом большее число соответствует более высокой тактовой частоте. Многоядерные процессоры были разработаны, чтобы помочь процессорам работать быстрее, поскольку увеличить тактовую частоту стало сложнее.

Более высокая тактовая частота означает, что вы увидите, что задачи, заказанные вашим ЦП, будут выполняться быстрее, что сделает вашу работу беспроблемной и сократит время, которое вы ожидаете, чтобы взаимодействовать с вашими любимыми приложениями и программами.

Как выбрать большее количество ядер процессора или более высокую тактовую частоту?

Как мы упоминали ранее, для работы вашего компьютера необходимы как ядра процессора, так и тактовая частота. Покупка компьютера с несколькими ядрами и сверхвысокой тактовой частотой звучит идеально, но что все это на самом деле означает для функциональности вашего компьютера?

По сути, наличие высокой тактовой частоты, но всего одного или двух ядер означает, что ваш компьютер сможет быстро загружать одно приложение и взаимодействовать с ним. И наоборот, наличие большего количества ядер процессора, но более низкой тактовой частоты означает, что ваш компьютер может работать с большим количеством приложений одновременно, но каждое из них может работать немного медленнее.

При сравнении компьютеров важнее всего думать о своем образе жизни. Не всем нужен одинаковый уровень вычислительных скоростей или ядер. Мы немного обсудим, чем игровые компьютеры и повседневные рабочие или персональные компьютеры различаются, когда речь заходит об этих функциях. Во-первых, мы узнаем, что это означает для ноутбуков и настольных компьютеров.

Какова хорошая скорость процессора для ноутбука по сравнению с настольным компьютером?

Процессоры ноутбуков отличаются от процессоров настольных компьютеров. Если вам интересно, что такое хорошая скорость процессора для ноутбука или настольного компьютера, или просто какой стиль лучше всего подходит для вас, прочитайте важные различия, которые следует учитывать, прежде чем делать какие-либо шаги по покупке.

Примечание. Процессоры также могут влиять на аппаратное обеспечение компьютера, поэтому их важно учитывать, если у вас есть особые требования к оборудованию, такие как портативность ноутбука, или вам нужна надежность настольного компьютера с двумя дисплеями.

Ноутбуки

Как правило, ноутбуки имеют меньшую мощность и гибкость, когда речь идет о процессорах. Они, очевидно, очень удобны для пользователей, которым нравится мобильность ноутбука, но если вам нужен сверхскоростной процессор или высокая тактовая частота, вы можете рассмотреть настольный компьютер для удовлетворения ваших потребностей в обработке.

Благодаря удивительным разработкам в области многоядерных процессоров и методов гиперпоточности ноутбуки теперь могут выстоять. Большинство ноутбуков оснащены двухъядерными процессорами, которые удовлетворяют потребности большинства повседневных пользователей. А некоторые используют четырехъядерные процессоры, которые могут повысить вычислительные возможности вашего ноутбука.

Настольные компьютеры

Настольные компьютеры могут генерировать больше энергии, чем ноутбуки, благодаря их надежному оборудованию, которое обеспечивает большую вычислительную мощность и более высокую тактовую частоту. Поскольку у них больше места в корпусе, чем у ноутбука, настольные компьютеры обычно имеют более совершенные системы охлаждения, что позволяет процессору продолжать усердно работать, не перегреваясь.

ЦП настольного компьютера обычно можно удалить, в отличие от ЦП ноутбука, который встроен в материнскую плату. Это означает, что ЦП легче модернизировать или заменить на настольном ПК, чем на ноутбуке. Если вы выберете правильную для вас частоту процессора, вам не придется возиться с вашим процессором.

Независимо от того, используете ли вы ноутбук или настольный компьютер, вы в конечном итоге захотите подумать о том, для чего вы планируете использовать свой компьютер, поскольку это напрямую связано с необходимой вам скоростью процессора компьютера.

Жажда скорости

Игровые процессоры

Игры с годами становятся все более сложными и, кажется, совершенствуются с каждым днем. Все эти дополнительные функции и реалистичные впечатления требуют процессора, способного поддерживать вашу игру. В большинстве игр используется от 1 до 4 ядер, а многим требуется даже больше процессорных ядер для оптимальной работы. Четырехъядерный процессор занимает безопасную зону, когда речь заходит о ядерных блоках.

Такие игры, как World of Warcraft , постоянно улучшают игровой процесс благодаря обновленным игровым возможностям и игровым сценариям, требующим более мощной обработки. В играх с интенсивным использованием ЦП используется многоядерная технология, позволяющая объединить графику, звук и игру для создания гиперреалистичного игрового процесса.

Одноядерный процессор лучше всего подходит для выполнения одиночных задач, но это может повлиять на вашу игру и замедлить работу. Больше ядер может помочь достичь более высокого качества игрового процесса.

Если вы серьезный геймер, который ценит целостность разработанного разработчиком опыта, вы можете рассмотреть четырехъядерный процессор или более мощный процессор, такой как процессор Intel® Core™ i7-8750H, установленный в 15-дюймовом игровом ноутбуке HP OMEN. ноутбук. Этот мощный процессор использует 6 ядер для отображения игрового пространства и реагирования на игровую технику с беспрецедентной гибкостью.

Тактовая частота от 3,5 ГГц до 4,0 ГГц обычно считается хорошей тактовой частотой для игр, но важнее иметь хорошую однопоточную производительность. Это означает, что ваш ЦП хорошо справляется с пониманием и выполнением отдельных задач.

Не путать с одноядерным процессором. Наличие большего количества ядер означает, что ваш ЦП способен понимать инструкции нескольких задач, а оптимальная однопоточность означает, что он может обрабатывать каждую из них по отдельности и очень хорошо.

Видеоигры переносят вас в другой мир и дают вам возможность исследовать новые территории. Не позволяйте недостатку вычислительной мощности лишить магии ваш мир.

Процессоры для повседневного использования

Двухъядерный процессор обычно лучше всего подходит для повседневного использования. Он может работать в многозадачном режиме и сокращать время, затрачиваемое на ожидание открытия приложений или обновлений. Четырехъядерный процессор может помочь вам поднять производительность на новый уровень и обеспечить согласованность для лучшего опыта работы с компьютером, независимо от того, над чем вы работаете.

Если вы более творческий человек, который занимается монтажом видео или ежедневно запускает сложные приложения, вы можете подумать о приобретении компьютера с большим количеством процессорных ядер и более высокой тактовой частотой, чтобы ваши приложения могли работать без сбоев. 15-дюймовая мобильная рабочая станция HP ZBook оснащена 6-ядерным процессором, разработанным для интенсивного редактирования и дизайна для творческих людей.

Тактовая частота не так важна, если вы используете свой компьютер для основных задач, таких как просмотр потокового видео или проверка электронной почты. Возможно, вам нужен ноутбук HP 14z с двухъядерным процессором для ежедневного базового использования. Эта модель способна легко справляться с общими задачами в традиционном корпусе, который прост в использовании.

Высокопроизводительные вычислительные процессоры

Под высокопроизводительными вычислениями понимается использование компьютера, включающее чрезвычайно сложные программы с интенсивным использованием данных. Высокопроизводительные пользователи часто являются инженерами, исследователями, а также военными или государственными пользователями.

Эти пользователи последовательно запускают несколько программ и постоянно извлекают и вводят информацию в программные системы. Этот тип вычислений обычно требует более продвинутого процессора и более высокой тактовой частоты, чтобы не отставать.

Процессоры для иммерсивных вычислений и виртуальной реальности (VR)

Подобно играм, дополненная реальность и виртуальная реальность зависят от высококачественной графики, звука и навигационных функций. Чтобы действительно почувствовать себя в новой реальности, необходимо иметь многоядерный процессор с высокой тактовой частотой.

Выберите компьютер, который подходит именно вам

Большинство людей знают, как выглядит их использование компьютера; либо вы геймер, либо нет, вы используете свой компьютер каждый день или нет. Знание этой информации о собственных привычках облегчает выбор процессора.

Если вы одновременно запускаете много приложений или играете в сложные игры, вам, скорее всего, понадобится 4-х или даже 8-ядерный процессор. Если вы просто ищете компьютер для эффективного выполнения основных задач, двухъядерный процессор, вероятно, подойдет для ваших нужд.

Для вычислений с интенсивным использованием ЦП, таких как редактирование видео или игры, вам потребуется более высокая тактовая частота, близкая к 4,0 ГГц, в то время как базовые вычислительные потребности не требуют такой повышенной тактовой частоты.

Хотя ядра процессора и скорость важны, при покупке компьютера следует учитывать не только процессор. Вы также захотите подумать о том, какой компьютер вписывается в ваш образ жизни. У HP® есть парк ноутбуков и настольных компьютеров, которые удовлетворят все ваши компьютерные потребности.

Об авторе

Софи Сируа (Sophie Sirois) является автором статьи для HP® Tech Takes. Софи — специалист по созданию контента из Сан-Диего, освещающий последние новости в области технологий и цифровых технологий.

Что такое скорость процессора? [Руководство на 2022 год]

Ответ:

Частота процессора, также называемая тактовой частотой или тактовой частотой, представляет собой количество циклов в секунду, в течение которых ЦП может обрабатывать инструкции.

Обычно отображается в ГГц. Более высокая скорость процессора означает, что в секунду может выполняться больше инструкций, что обычно приводит к более быстрой обработке.

Но скорость процессора не является абсолютным показателем производительности процессора. Вам нужно учитывать другие факторы (например, количество ядер процессора) и смотреть на фактические тесты, чтобы получить более точную картину производительности конкретного процессора.

Существует множество факторов, которые следует учитывать при покупке ЦП, будь то для игр или выполнения простых повседневных задач.

Среди них скорость процессора, также обычно называемая тактовой частотой. Это не единственный способ измерить скорость или производительность компьютера, но он по-прежнему является одной из самых важных характеристик, которые следует учитывать при рассмотрении процессоров.

В этой статье мы дадим вам подробное объяснение скорости процессора, чтобы помочь вам понять один из аспектов, влияющих на общую производительность компьютера.

СодержаниеПоказать

    Что такое процессор и для чего он нужен?

    Прежде чем мы перейдем к скорости процессора, мы начнем с основ, чтобы вы не запутались.

    Часто называемый мозгом компьютера, центральный процессор (ЦП) отвечает за чтение, интерпретацию и выполнение инструкций приложений и периферийных устройств ввода, таких как клавиатура и мышь.

    Вот пример того, как это работает: когда вы нажимаете на логотип Windows на панели задач, ЦП интерпретирует ваш ввод с помощью мыши, а затем выполняет ряд инструкций, чтобы отобразить меню «Пуск» на вашем дисплее.

    Несмотря на то, что это самый важный компонент компьютера, ЦП по-прежнему является частью более крупной системы и нуждается в других компонентах. Это небольшая аппаратная часть, размещенная в специальном разъеме на материнской плате и подключенная к оперативной памяти (RAM), графическому процессору (GPU), хранилищу и другим компонентам.

    В отличие от некоторых компонентов ПК, процессор необходим. Без него ПК не может работать.

    Ядра

    Ядро процессора (также называемое просто ядром или процессором) представляет собой отдельный блок обработки в ЦП. Процессор имеет как минимум одно ядро.

    Старые процессоры имели только одно ядро. В наши дни очень часто встречаются потребительские процессоры с четырьмя и шестью ядрами (называемые «четырехъядерными» и «шестиъядерными» соответственно).

    Многоядерная технология была разработана как еще один способ повысить скорость работы компьютера. Вместо того, чтобы постоянно увеличивать скорость процессора, производители ЦП внедрили несколько ядер для ускорения обработки.

    Количество ядер процессора сильно влияет на общую производительность.

    Если ЦП имеет несколько ядер, он может более эффективно обрабатывать несколько процессов, не будучи перегруженным, что позволяет вам выполнять несколько задач одновременно на вашем ПК. Одно ядро ​​может выполнять одну задачу самостоятельно или работать с другими ядрами для обработки более ресурсоемких приложений, таких как редактирование видео.

    Как и скорость процессора, количество ядер процессора играет большую роль в общей производительности ПК.

    Но что такое скорость процессора? Узнайте в следующем разделе.

    Что такое скорость процессора?

    Скорость процессора — также чаще называемая тактовой частотой или тактовой частотой — это количество циклов в секунду, в течение которых ЦП может читать, интерпретировать и выполнять инструкции. Он выражается в герцах (Гц), где один герц соответствует одному циклу в секунду.

    Для современных ЦП частота процессора обычно указывается в гигагерцах (ГГц), что равно одному миллиарду герц. Если процессор работает на частоте 3,6 ГГц, это означает, что он выполняет 3,6 миллиарда циклов в секунду.

    Вы можете просто думать о циклах как о шансах. Чем выше скорость процессора, тем больше вероятность выполнения инструкций в секунду, что приводит к более быстрой обработке.

    Но обратите внимание: скорость процессора не является мерой того, насколько быстро процессор взаимодействует с другими компонентами системы для выполнения задач.

    Как правило, компьютерный процессор с высокой скоростью процессора позволяет выполнять вычисления быстрее, выполняя инструкции с большим количеством циклов в секунду. Но это не абсолютная мера производительности.

    При покупке игровых ноутбуков или сборке собственного ПК вы не можете просто сузить свой выбор до процессоров с самой высокой тактовой частотой или сравнить различные процессоры на основе скорости их процессоров.

    В дополнение к скорости процессора также необходимо учитывать как количество ядер, так и архитектуру процессора, причем последняя часто считается наиболее важной.

    Процессор с частотой 2,6 ГГц лучше, чем процессор с частотой 3,1 ГГц, если первый имеет лучшую архитектуру и более эффективен, позволяя ему выполнять больше инструкций за такт. Если вы хотите сравнить скорости процессоров, это должны быть процессоры одной марки, поколения или семейства.

    Чтобы получить более точное представление о производительности ЦП, вам необходимо ознакомиться с реальными тестами на авторитетных и непредвзятых веб-сайтах. То же самое касается сравнения различных процессоров.

    Разгон

    Существуют различные способы ускорить работу компьютера. Один из самых дешевых и доступных способов — это разгон процессора.

    Разгон в основном означает настройку процессора вашего компьютера для работы с более высокой скоростью, чем изначально предполагал производитель. Другими словами: вы выталкиваете свой процессор за пределы его возможностей.

    Но не все процессоры доступны для разгона. Кроме того, это рискованный шаг, который может привести к аннулированию гарантии и вызвать нежелательные последствия для вашего процессора, такие как повышенное тепловыделение.

    Если вы не готовы столкнуться с любыми последствиями и точно не знаете, что делаете, вам не следует просто играть с разгоном процессора.

    Насколько важна скорость процессора?

    Скорость процессора очень важна и оказывает значительное влияние на общую скорость и производительность компьютера. В конце концов, он определяет, насколько быстро процессор может выполнять инструкции из приложений.

    Но сейчас это менее важно, чем когда процессоры состояли только из одного ядра. Вы не можете просто посмотреть на скорость процессора и принять решение о покупке. Не менее важны как количество ядер, так и архитектура.

    Важность скорости процессора также зависит от того, что вы собираетесь делать на своем компьютере. Некоторые приложения выигрывают от значительно более высокой скорости процессора, в то время как другие больше выигрывают от большего количества процессорных ядер.

    При сравнении разных процессоров скорость процессора также важна — но только при сравнении процессоров из одного семейства, как упоминалось ранее. Не забывайте об этом, когда покупаете лучшие процессоры и сравниваете продукты разных брендов.

    Заключительные замечания

    Мы надеемся, что эта статья помогла вам понять определение и важность скорости процессора.

    Всегда помните, что есть и другие факторы, которые существенно влияют на общую скорость компьютера. Вы не должны сосредотачиваться исключительно на скорости процессора, когда смотрите на процессоры.

    Да, ЦП с высокой скоростью процессора обычно приводит к более быстрым вычислениям. Но в зависимости от вашего предполагаемого использования вам может быть лучше с процессором с более низкой скоростью процессора, но с большим количеством ядер. Как говорится, то, что работает у других, может не работать у вас.

    Скорость процессора — количество ядер, потоков и тактовая частота

    Компьютерный мир полон способов измерить скорость процессора, и у нас есть множество доступных факторов. В этом сообщении в блоге будут рассмотрены 3 основные темы производительности процессора: ядра, потоки и тактовая частота. Мы постараемся ответить на любые ваши вопросы о том, какой фактор является наиболее важным при покупке процессора. Давайте углубимся в некоторые функции этих частей, чтобы лучше понять роль, которую они играют

    Я уже делал разбивку функций низкоуровневого процессора ранее (https://centralvalleycomputerparts.com/articles/cpus-explained/), поэтому в этой статье мы просто сосредоточимся на конкретных областях процессора и как они работают вместе. Во-первых, у нас есть ядра.

    Ядра

    Ядро ЦП, по сути, является самостоятельным функционирующим процессором. Каждое ядро ​​ЦП способно извлекать, декодировать и выполнять свои собственные инструкции. Чем больше ядер у вашего процессора, тем больше инструкций он может выполнять одновременно. Это может значительно повысить производительность вашего компьютера, потому что вам не нужно ждать завершения задач, прежде чем ваш процессор сможет запустить следующую. Однако производительность многоядерного процессора сильно зависит от использования программного обеспечения в программах, которые вы используете. Вы можете думать о ЦП как об офисе, а каждое ядро ​​​​как кабина с работником в ней. Каждый из них способен работать над разными задачами, но все они служат одной и той же конечной цели.

    Потоки

    Вы, наверное, видели второе число, обозначающее количество ядер процессора. Иногда отображается так:

    Потоки в процессоре — это каналы, которые отправляют информацию ядрам. До тех пор, пока многопоточность не стала популярной, процессорные ядра будут выполнять один поток инструкций за раз, и когда они закончат эту задачу, они будут ждать следующей строки инструкций.

    Возвращаясь к нашей аналогии с рабочими, поток эквивалентен тому, сколько задач вы позволяете каждому рабочему иметь на своей тарелке одновременно. В то время как каждый рабочий может выполнять только одну задачу за раз, когда вы можете разделить 2 задачи на каждого рабочего, вместо того, чтобы иметь возможность иметь только 4 задачи на пластине вашего процессора, теперь у вас может быть 8.

    На приведенном ниже рисунке показан пример 4-ядерного 4-потокового процессора и 4-ядерного 8-потокового процессора.

    В то время как ядра процессора по-прежнему могут обрабатывать только одну инструкцию за раз, с несколькими потоками ядро ​​всегда может иметь постоянный поток из 8 инструкций, поэтому ему никогда не приходится ждать информации.

    Тактовая частота

    Достаточно разговоров о ядрах и потоках. Пришло время заняться тактовой частотой вашего процессора. Есть два термина, на которые следует обратить внимание. Давайте еще раз посмотрим на это изображение:

    Как вы заметили, частота (скорость) вашего процессора измеряется в герцах. Точнее, в данном случае гигагерц. 1 герц — это время, которое требуется вашему процессору для завершения одного тактового цикла.

    1 герц = 1 цикл в секунду

    1 мегагерц = 1 миллион циклов в секунду

    1 гигагерц = 1 миллиард циклов в секунду

    Довольно быстро, правда? Ну, чтобы действительно понять, насколько это быстро, нам нужно понять, что происходит в тактовом цикле. Тактовый цикл — это промежуток времени между двумя импульсами генератора (устройства для генерации повторяющихся электрических импульсов). Тактовая частота — это количество импульсов генератора, которые выполняются в секунду. Итак, процессор с тактовой частотой 3,5 ГГц выполняет 3,5 миллиарда тактов в секунду.

    Большинство современных ЦП могут выполнять одну или несколько инструкций за такт, но существует множество различных архитектур и конструкций процессоров. Таким образом, вы никогда не можете предположить, что две одинаковые тактовые частоты будут давать одинаковые результаты, если только они не относятся к одной и той же марке и модели.

    Итак, на какую статистику следует ориентироваться при покупке процессора?

    Обычно мне нравится разбивать системы на 4 категории, чтобы решить, какое оборудование лучше всего подходит для моей задачи: домашний компьютер, профессиональная рабочая станция, игровая система и мультимедийная рабочая станция. И Intel, и AMD следуют базовой, хорошей, лучшей, лучшей модели ценообразования/производительности со своими процессорами.

    Домашний компьютер:

    Под домашним компьютером я подразумеваю домашний компьютер, который используется для проверки электронной почты, воспроизведения музыки или работы в Интернете. В такой системе тяжелые рабочие нагрузки не являются обычным явлением, и вам не потребуется много процессорных ядер. Для вашего домашнего компьютера я бы порекомендовал самый простой вариант ценообразования с Intel Core-i3 или AMD Ryzen 3 (есть еще более простые варианты, такие как процессоры Intel Pentium или Celeron, если вы работаете с очень небольшим бюджетом). Вот пара вариантов самого последнего поколения:

    • Процессор Intel® Core™ i3-8100T
    • Процессор Intel® Pentium® Gold G5600
    • Процессор AMD Ryzen™ 3 3300X для настольных ПК

    Профессиональная рабочая станция:

    3 как; запуск нескольких электронных таблиц, просмотр веб-страниц и выполнение задач средней сложности. Чем больше задач вам нужно сбалансировать, тем больше ядер и потоков вы предпочтете иметь в своей системе. Я рекомендую средний процессор от каждого производителя, например Intel Core-i5 или AMD Ryzen 5. Вот несколько вариантов:

    • Процессор Intel® Core™ i5-8500T
    • Процессор Intel® Core™ i5-8600K
    • AMD Ryzen™ 5 3600X

    Игровая система:

    9000 в какие игры ты любишь играть. Тактовая частота начинает быть фактором в вашем выборе. Прежде чем создавать систему, я бы порекомендовал посмотреть игровые веб-сайты, где они рекомендуют статистику ПК для своих игр. Если вы хотите, чтобы любая современная игра работала гладко, я бы продолжил следовать модели ценообразования Intel и AMD с некоторыми вариантами, такими как:

    • AMD RYZEN ™ 7 3700X
    • AMD RYZEN ™ 7 3800X
    • Intel® CORE ™ I7-8700T Процессор
    • Intel® Core ™ I7-8700K Processor
    9006 77vestare

    9006 9006 7007.3vestoration 9006

    77vestaration ™. большие файлы, такие как видео с высоким разрешением, файлы фотошопа и другие большие проекты, потребуют лучшего оборудования, которое вы можете получить. Небо — это предел в этой категории (более реалистично, ваш бюджет — это предел). Все, что вы можете себе позволить, будет вашим лучшим выбором. Высокие тактовые частоты и огромное количество потоков будут полезны. Вы захотите максимизировать производительность в этой сфере деятельности. Время — деньги, и вы значительно сэкономите его, выполняя рендеринг проектов быстрее. Вот несколько вариантов:

    • Процессор Intel® Core™ i9-10900K
    • Процессор Intel® Core™ i9-10900X серии X
    • AMD Ryzen™ 9 3950X
    • Процессор AMD Ryzen™ Threadripper™ 3960X есть2 Нижняя граница
  1. нет единой спецификации, которая делает процессор быстрее других. Процессоры разрабатываются с учетом конкретных рабочих нагрузок. Изучите, какая рабочая нагрузка у вас есть, чтобы определить, какие спецификации будут соответствовать вашим потребностям.

    Ссылки:

    https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Intel_Core_i9_микропроцессоры

    https://en.wikipedia.org/wiki/Ryzen

    https://en.wikipedia.org/wiki/Coffee_Lake

    https://www.howtogeek.com/194756/cpu-basics-multiple -cpus-cores-and-hyper-threading-explained/

    https://www.tomshardware.com/reviews/cpu-buying-guide,5643.html

    Почему тактовая частота процессора не увеличивается

    Было один раз, когда тактовая частота процессора резко увеличивалась из года в год. В 90-х и начале 2000-х процессоры развивались с невероятной скоростью: за десятилетие от чипов Pentium с тактовой частотой 60 МГц до процессоров гигагерцового уровня.

    Теперь кажется, что даже high-end процессоры перестали увеличивать свою тактовую частоту. Опытные оверклокеры могут разогнать лучший кремний до 9 ГГц с помощью систем охлаждения с жидким азотом, но для большинства пользователей 5 ГГц — это предел, который еще не преодолен.

    Когда-то Intel планировала создать процессор с тактовой частотой 10 ГГц, но сегодня это так же недостижимо, как и десять лет назад. Почему перестала расти тактовая частота процессора? Начнет ли снова расти тактовая частота процессора или это время уже прошло?

    Почему тактовая частота процессора не увеличивается: тепло и мощность

    Как мы знаем из закона Мура, размер транзистора регулярно уменьшается. Это означает, что в процессоре можно разместить больше транзисторов. Обычно это означает большую вычислительную мощность. Есть еще один фактор, который называется масштабированием Деннарда. Этот принцип гласит, что мощность, необходимая для работы транзисторов в определенной единице объема, остается постоянной даже при увеличении количества транзисторов.

    Однако мы начали сталкиваться с ограничениями масштабирования Деннарда, и некоторые обеспокоены тем, что закон Мура замедляется. Транзисторы стали настолько маленькими, что масштабирование Деннарда больше не выполняется. Транзисторы уменьшаются, но мощность, необходимая для их работы, увеличивается.

    Тепловые потери также являются важным фактором при разработке микросхем. Втиснув миллиарды транзисторов в чип и включая и выключая их тысячи раз в секунду, выделяется тонна тепла. Это тепло смертельно для высокоточного и высокоскоростного кремния. Это тепло должно куда-то уходить, и для поддержания разумных тактовых частот требуются надлежащие решения для охлаждения и конструкция чипа. Чем больше транзисторов добавлено, тем надежнее должна быть система охлаждения, чтобы справиться с возросшим нагревом.

    Повышение тактовых частот также влечет за собой рост напряжения, что приводит к кубическому увеличению энергопотребления чипа. Поэтому по мере роста тактовой частоты выделяется больше тепла, что требует более мощных решений для охлаждения. Для запуска этих транзисторов и увеличения тактовой частоты требуется большее напряжение, что приводит к значительному увеличению энергопотребления. Поэтому, когда мы пытаемся увеличить тактовую частоту, мы обнаруживаем, что потребление тепла и энергии резко возрастает. В конце концов, энергопотребление и тепловыделение опережают тактовую частоту.

    Почему тактовая частота процессора не увеличивается: проблемы с транзистором

    Конструкция и состав транзистора также не позволяют добиться высоких тактовых частот, которые мы когда-то видели. Несмотря на то, что транзисторы достоверно становятся меньше (свидетельство тому, что размеры процессов со временем уменьшаются), они не работают быстрее. Как правило, транзисторы стали быстрее, потому что их затворы (часть, которая движется в ответ на ток) стали тоньше. Тем не менее, начиная с 45-нанометрового техпроцесса Intel, затвор транзистора составляет примерно 0,9нм толщиной, или примерно шириной одного атома кремния. В то время как различные материалы транзисторов могут обеспечить более быструю работу затвора, легкое увеличение скорости, которое мы когда-то имели, вероятно, исчезло.

    Скорость транзистора также больше не является единственным фактором тактовой частоты. Сегодня провода, соединяющие транзисторы, также являются большой частью уравнения. По мере того, как транзисторы сжимаются, уменьшаются и провода, соединяющие их. Чем меньше провода, тем больше импеданс и меньше ток. Умная маршрутизация может помочь сократить время в пути и тепловыделение, но резкое увеличение скорости может потребовать изменения законов физики.

    Вывод: нельзя ли сделать лучше?

    Это объясняет, почему сложно разрабатывать более быстрые чипы. Но эти проблемы с дизайном чипа были преодолены раньше, верно? Почему их нельзя снова преодолеть с помощью достаточных исследований и разработок?

    Из-за физических ограничений и современных конструкций материалов транзисторов увеличение тактовой частоты в настоящее время не является лучшим способом увеличения вычислительной мощности. Сегодня большие улучшения в энергопотреблении обеспечивают многоядерные конструкции процессоров. В результате мы видим чипы, подобные недавним предложениям AMD, с резко увеличенным количеством ядер. Дизайн программного обеспечения еще не догнал эту тенденцию, но сегодня это, похоже, основное направление проектирования чипов.

    Более высокая тактовая частота не обязательно означает более быстрые и качественные компьютеры. Возможности компьютера могут увеличиваться, даже если тактовая частота процессора стабилизируется. Тенденции в многоядерной обработке будут обеспечивать большую вычислительную мощность при тех же скоростях, особенно по мере улучшения распараллеливания программного обеспечения.

    Изображение предоставлено: ourworldindata.org

    Полезна ли эта статья?

    Подпишитесь на нашу рассылку!

    Наши последние учебные пособия доставляются прямо на ваш почтовый ящик

    Подпишитесь на все информационные бюллетени.

    Регистрируясь, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности, а европейские пользователи соглашаются с политикой передачи данных. Мы не будем передавать ваши данные, и вы можете отказаться от подписки в любое время.

    • Facebook
    • Твитнуть

    ЦП: количество ядер и тактовая частота, что лучше? — База знаний

    Центральный процессор (ЦП или процессор) на вашем компьютере, безусловно, является одним из самых сильных определяющих факторов его производительности. Без быстрого процессора остальная часть вашего оборудования будет перегружать его большим количеством задач, чем оно может выполнить. В середине 90-х, когда рынок настольных ПК значительно набирал обороты, процессоры имели только одно ядро. Современный ЦП — это архитектурное чудо с несколькими различными каналами для распределения и временного хранения задач. Они умнее, быстрее и динамичнее. Но новые процессоры вызвали новые вопросы у общественности. В частности, есть одна битва, которая, вероятно, никогда не закончится: битва между количеством ядер ЦП и его тактовой частотой.

    Хотя это не битва

    Во-первых, это не обязательно «битва», а скорее дебаты о том, что должно быть приоритетным. Вы не найдете никого, кто хорошо разбирается в технологиях и говорит, что мы должны полностью отказаться от многоядерных процессоров и просто использовать как можно большую тактовую частоту. Есть причина, по которой ядра начали появляться в процессорах, и есть столь же веская причина, по которой производители чипов пытаются превзойти друг друга по тактовой частоте. Ежедневно производители должны тщательно разрабатывать свои следующие модели ЦП, чтобы убедиться, что они хорошо выдерживают конкуренцию и производят надежный продукт, который порадует своих потребителей. Это означает достижение реалистичного, но гармоничного баланса между ядрами, тактовой частотой и архитектурой.

    Тактовая частота? Почему важна тактовая частота

    Многие люди описывают ЦП как мозг вашей системы. Чтобы упростить понимание, думайте о процессоре не как о мозге, а как о мускулах. Если вычисление — это автомобиль, то процессор — это двигатель. Чем выше тактовая частота, тем быстрее будет двигаться машина (система). Тактовая частота измеряется в ГГц (гигагерцах), чем выше число, тем выше тактовая частота. Для запуска ваших приложений ваш процессор должен постоянно выполнять вычисления. Если у вас более высокая тактовая частота, вы можете выполнять эти вычисления быстрее, и в результате приложения будут работать быстрее и плавнее. Тактовая частота ЦП, как следует из названия, сильно влияет на количество задач, которые каждое ядро ​​может выполнять за определенный период времени. Скорость, наряду с разрядностью, говорит вам, сколько данных может передаваться в секунду. Если один процессор имеет разрядность 32 бита и скорость 3,93 ГГц, это означает, что он может обрабатывать почти 4 миллиарда единиц данных по 32 бита в секунду. Это 4 миллиарда целых чисел! Более высокая тактовая частота означает большую скорость отклика при выполнении тяжелых линейных задач, таких как запуск однопоточных приложений. Большинство программ по-прежнему работают линейно, используя только одно ядро. В этих случаях тактовая частота имеет решающее значение.

    Больше ядер? Почему ядра важны

    Если бы у вас был компьютер в 90-х или даже в начале 2000-х вы, возможно, помните, что когда одна программа зависала, вполне вероятно, что вся ваша система тоже зависала. Проблема заключалась не только в том, как операционные системы, такие как Windows, раньше справлялись с задачами. Наличие процессора только с одним ядром гарантирует, что вы сможете выполнять только одну задачу за раз. Наличие нескольких ядер позволяет ЦП обрабатывать несколько вещей одновременно, разделяя работу на несколько блоков. Если одно ядро ​​«забивается» задачей, которая просто продолжает зацикливаться (например, программа, использующая это ядро, зависает), общая работа чипа может продолжаться, пока вы выясняете, что не так, или, в конце концов, закрываете программу, чтобы освободить это ядро. Многоядерные процессоры стали популярными, поскольку увеличить тактовую частоту одноядерных процессоров становилось все труднее из-за технологических ограничений. Вместо того, чтобы неустанно работать над дополнительными 0,1 ГГц тактовой частоты, производители вместо этого добавили больше идентичных процессоров к отдельным процессорам. Ядро — это один процессор, многоядерные процессоры имеют несколько процессоров. Таким образом, двухъядерный процессор с частотой 3,0 ГГц имеет 2 процессора с тактовой частотой 3,0 ГГц каждый. 6-ядерный процессор с частотой 3,0 ГГц имеет 6 процессоров с тактовой частотой 3,0 ГГц каждый. 6-ядерный процессор, который мы только что описали, имеет общую тактовую частоту 18,0 ГГц. Значит, тогда ваши программы будут работать в 6 раз быстрее, чем на одноядерном процессоре с частотой 3,0 ГГц? Ну, не совсем… По сути, ядра — это многозадачные инструменты. Они обеспечивают большую динамичность и более легкий поток при работе на вашем компьютере. Сегодня даже смартфоны имеют процессоры с несколькими ядрами. Многоядерные процессоры кажутся более быстрыми, потому что они способны выдерживать гораздо больший объем рабочей нагрузки, чем их одноядерные аналоги. Они очень надежны при устранении заторов. Думайте о них как о взлетно-посадочных полосах в аэропорту. Чем их больше у вас будет, тем легче будет сажать самолеты на землю.

    Более высокая тактовая частота или большее количество ядер?

    Хорошо, теперь вы понимаете преимущества более высокой тактовой частоты и повышения производительности, которые может предложить большее количество ядер. Выбираете процессор с меньшей тактовой частотой, но с большим количеством ядер? Или тот, у которого больше ядер, но более низкая тактовая частота? 12-ядерная система с частотой 2,66 ГГц или 6-ядерная система с частотой 3,46 ГГц, что лучше? Стоит ли покупать 12-ядерную систему с частотой 3,46 ГГц или лучше взять 6-ядерную? На эти вопросы мы поможем вам ответить сегодня. Во-первых, если возможно, вы хотите выбрать тот, у которого самая высокая тактовая частота и наибольшее количество ядер. Однако из-за бюджета это не всегда возможно, и обычно существует компромисс между ядрами и тактовой частотой. Но что все это значит? Тактовая частота, многоядерность, гиперпоточность, двухпроцессорные системы. Есть много вещей, которые нужно понять, к счастью, мы собираемся разбить их таким образом,  чтобы все могли понять. Надеюсь, это поможет вам решить, какой процессор подходит для вашей системы.

    Больше ядер, ниже тактовая частота
    • Плюсы
      • Приложения, поддерживающие многопоточность, значительно выиграют от большего количества ядер в своем распоряжении
      • Увеличение количества ядер в вашем ЦП — экономичный способ повышения производительности
      • Поддержка многопоточности для приложений со временем будет улучшаться
      •  Вы сможете запускать больше приложений одновременно без снижения производительности
      • Отлично подходит для запуска нескольких виртуальных машин
    • Минусы
      • Однопоточная производительность ниже, чем у процессора с более высокой тактовой частотой

    Меньше ядер, выше тактовая частота
    • Плюсы
      • Улучшенная производительность однопоточной обработки
      • Более дешевый вариант
    • Минусы
      • Меньше ядер для разделения между приложениями
      • Не такая высокая производительность многопоточности

    В большинстве случаев лучше всего изучить поддержку многопоточности в выбранных вами приложениях. После этого вы можете решить, будет ли вам лучше, например, 6-ядерная система с частотой 3,46 ГГц или 12-ядерная система с частотой 2,66 ГГц.

    Четырехъядерный процессор с частотой 2,66 ГГц или двухъядерный процессор с частотой 3,33 ГГц?

    Этот вопрос возникает очень часто: для данного приложения лучше использовать двухъядерный процессор с частотой 3 ГГц или четырехъядерный с более низкой частотой, поскольку они часто предлагаются по одной цене? До прошлого года типичный ответ был таким: Для приложений, работающих параллельно (многопотоковых), таких как кодирование видео и сжатие файлов, четырехъядерные процессоры оказались выдающимися, и это всегда так. Для игр, однако, ответ был другим: игры не используют все 4 ядра квадроцикла, за редкими исключениями типа Supreme Commander или GTA 4 лучше было брать Dual Core на 3 ГГц и выше. Но в 2010 году все изменилось:

    • 2 фактора изменили правила для Quad Core и игр:
    • Турбо-режим от новых процессоров Intel I5 и I7 Core с использованием сокета 1156 может автоматически повышать частоту при активации всего одного или двух ядер, в зависимости от приложений. Например, Core i5 750 работает на частоте 2,66 ГГц, когда задействованы все 4 ядра, но автоматически переключается на 3,2 ГГц, когда требуется только 2 ядра: поэтому нет причин выбирать между двухъядерным процессором 3,2 ГГц или четырехъядерным процессором 2,66 ГГц. ГГц, Core i5 750 соответствует обеим частотам.
    • Новые игры, такие как BattleField Bad Company 2 или Metro 2033, в значительной степени используют четырехъядерные процессоры по новой причине: «PhysX» или управление частицами (взрывы и т. д.) теперь управляются ЦП …
    • Согласно тесту, проведенному журналом Hardware Magazine № 46, четырехъядерный процессор 2,66 ГГц на 10 % лучше, чем двухъядерный 3,33 ГГц в игре Metro 2003, и на 20 % лучше в игре Bad Compagny 2.
    • В этой игре используются лучшие четырехъядерные процессоры с технологией Hyper-Threading (HT), такие как Core i7 800, с приростом 25% по сравнению с Quad 2,66 ГГц без HT, что на 50% больше по сравнению с Dual Core 3,33 ГГц!
    • В 2010 году ответ ясен: выбирайте четырехъядерные процессоры, предпочтительно с технологией Hyper-Threading, для любых приложений!

    Большой вопрос

    У вас может быть 8-ядерный ЦП с частотой 2,9 ГГц, но иногда 4-ядерный ЦП с тактовой частотой 4,3 ГГц будет быстрее даже с половиной ядер. Все зависит от того, на сколько частей можно разделить каждую задачу. Обработка видео — это одна из тех вещей, когда всю задачу можно разделить на столько частей, сколько вам нужно. В таком случае наличие 8-ядерного процессора, о котором я упоминал ранее, даст вам преимущество. Однако большинство приложений (таких как браузеры) используют только одно или два ядра, а это означает, что в этих случаях вам лучше использовать 4-ядерный процессор. В конце концов, здесь не выиграть битву. Все дело в том, для чего вы используете свою компьютерную систему. Если вы используете многопоточные приложения, требующие многозадачности, отдайте приоритет количеству ядер вашего процессора. Если вы хотите что-то более простое, например, игры, вам может не понадобиться много ядер, но вы захотите иметь как можно большую тактовую частоту.

    Бизнес-моделирование в моделях серверных ЦП

    В сегодняшнем деловом расчете мы, казалось бы, все бессмысленно будем считать и говорить о деньгах, не так ли? Как это будет приносить нам пользу все больше и больше. Это действительно актуально и приемлемо. Судя по всему, новый многоядерный процессор обойдется нам намного дороже, чем новый процессор с тактовой частотой 4 Гб. Пожалуйста, попробуйте сравнить Xeon E5-2698v4 (3300 долларов США*) 20 ядер @2,2 ГГц с Xeon E3-1585v5 (560 долларов США*) 4 ядра @3,5 ГГц. Почему такие «многоядерники» обходятся нам дорого? Да потому, что параллельный процесс очень дорог (не только в его технологии). Цена никогда не будет лгать. Итак, мы должны продолжать использовать экономичный Xeon E3, верно? Абсолютно жирный Да для экономичных. Но подождите секунду, хорошо. С Xeon E5-2698v4 на него можно было поставить около 1,5 ТБ RAM DDR4, в то время как Xeon E3-1585v5 справился только с темпом 64 ГБ RAM DDR4. Пока вы находитесь в бизнес-модели VPS или связанной с ней. Мы можем посчитать это так: скажем, с ОЗУ около 512 ГБ (на серии E5).

    • вы можете создать как минимум 500 VPS, которые вы продаете по 10 долларов США (просто для наглядности).
    • Таким образом, вы можете получить объем продаж в размере 5 000 долларов США (10 долларов США x 500).
    • Ваша чистая прибыль составит 1700 долларов США (5000–3300 долларов США)

    В то время как с E3 вы могли заполнить только ОЗУ только 64 ГБ,

    • и может создать не менее 60 VPS @ 10 долларов США.
    • Таким образом, объем продаж составит 600 долларов США,
    • и ваша чистая прибыль составит 40 долларов США.

    Еще одна нишевая особенность этой серии E3: скажем, мы хотели бы сложить их, чтобы удвоить, утроить или даже утроить нашу прибыль. Хорошо, давайте просто разберем их.

    • 8 x E3 = 4 480 долл. США
    • по сравнению с продажами, которые значительно снизились бы из-за 512 ГБ ОЗУ (8 x 64 ГБ)…. 500 VPS по цене 10 долларов США (5000 долларов США)
    • чистая прибыль составит около 520 долларов США

    Не считая ОЗУ, жестких дисков, электричества, стоек и т. д. для них всех, но это был всего лишь «грубый пример», иллюстрирующий «денежный поток», который вы могли получить с помощью машин. Получается, тактовая частота E3 больше нам не выгодна? Что ж. не совсем верно. Есть те, которые будут использовать процессор не только для VPS, верно? Что если я скажу, что мы можем создать аналогичный надежный 8-ядерный процессор с серией E5 в качестве залога тактовой частоты? Просто подумайте об этом так:

    • с E3, 4 ядра x 3,5 ГГц, вы получите в общей сложности 14 ГГц
    • , в то время как с серией E5, которая может увеличить количество ядер, мы могли бы легко изменить тактовую частоту на несколько, 8 ядер x 2,2 ГГц, так что общая частота будет 17,6 ГГц

    Хотя, как было описано ранее, эта схема не будет легко и систематически выполняться и реализовываться так, как она есть на бумаге, поскольку такое приложение не будет потреблять процессор (с ГГц) так, как мы это вычисляем. Другой неприятный и глупый вопрос: какую пользу мы можем извлечь из сегодняшнего процессора серии E3? Серия Е3 гораздо больше подходила бы для стартапов с небольшими или небольшими капвложениями (капитальными затратами), прежде чем они смогут подрасти и купить «зверя».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.