Frekvence procesoru se týká. Proč takt procesoru kolísá při nečinnosti a zátěži?
04. 07.2018
Blog Dmitrije Vassiyarova.
Jsou rychlost hodin a výkon totéž?
Zdravím všechny čtenáře a zvláště mě potěší, když vás potěším svým příběhem na téma co je takt procesoru? Možná se někomu bude toto téma zdát elementární a málo užitečné, ale jsem si jistý, že pár zajímavých faktů a jednoduchých srovnání vám umožní nový pohled na chod CPU.
Při výběru hardwaru pro počítač nebo nový smartphone nás jako první zajímá, kolik jader má procesor a jaká je frekvence jejich provozu. Značka samotného CPU je v tomto případě věcí vkusu (AMD nebo Intel, MTK nebo Snapdragon), ale pokud z prezentovaných modelů, má jeden ve své charakteristice vyšší frekvenci, ale volba bude jistě provedena v jeho prospěch . Podívejme se, proč je to tak důležité.
"Impulzivní chování" procesoru
Procesor je srdcem každého výpočetního stroje a patří sem nejen kalkulačky a počítače používané při složitých výpočtech, ale také jakékoli zařízení, které pracuje s digitalizovanými daty. Chcete-li je převést na hudbu, video, obrázek nebo ještě více přinutit program provést určité operace, musí proud zapsaných „nul“ a „jedniček“ projít blokem, který provádí logické operace. Takové moduly zpracování, vytvořené z mnoha polovodičových mikrotranzistorů, tvoří základ krystalu procesoru nebo, jak říkají odborníci, „kámen“.
Ale vraťme se k digitalizovanému datovému toku, který ve skutečnosti představuje přítomnost nebo nepřítomnost signálu v elektrickém obvodu, protože právě ten zpracovává tranzistor. Ale aby byly takové signály čitelné (odlišitelné od sebe), dodává je v pulzech. Vytváří je generátor hodin integrovaný do architektury samotného procesoru.
V těch nejlepších moderních se za jednu sekundu objeví až 5 000 000 000 (pět miliard!) pulzů. Tato hodnota je měřena v gigahertzech (GHz) a jedná se o taktovací frekvenci jádra procesoru, které provádí hlavní výpočetní funkce. Čím větší, tím lepší.
Ale další hertz přichází za cenu zvýšené spotřeby energie a zvýšeného tepla.
Znáte frekvenci vašeho CPU?
Existuje několik způsobů, jak zjistit rychlost hodin procesoru nainstalovaného v počítači:
- Podívejte se na pas umístěný v krabici od CPU;
- Najděte na monitoru „Tento počítač“, otevřete „Vlastnosti“ v jeho kontextové nabídce a prozkoumejte obecné parametry zařízení;
- Nainstalujte si programy AIDA64 nebo CPU-Z, které zobrazují nejpodrobnější informace o vašem procesoru.
Počítání jader a gigahertzů
Ve skutečnosti je objektivnějším ukazatelem rychlosti CPU počet operací provedených za jednotku času. A to je již ovlivněno počtem mikrotranzistorů schopných současně zpracovávat několik signálů. O nanotechnologiích jste už možná něco slyšeli, ale čím menší je výpočetní prvek, tím více jich lze umístit na procesorový „kámen“.
Také je jím dán taktovací výkon procesoru (optimalizace interakce mezi jednotlivými moduly) a počet vláken (kanály pro současný přístup k jádru).
Kromě toho CPU používá více jader ke zpracování více úkolů současně. Navíc existují procesory pro chytré telefony s různými taktovacími frekvencemi jednotlivých jader: 4 energeticky úsporné (1,8 GHz) a 4 výkonné (nad 2,3 GHz). Vícejádrová zařízení nainstalovaná na PC mají svůj vlastní optimalizační algoritmus, který dává jádrům schopnost pracovat při různých rychlostech hodin.
Protože jsem se dotkl tématu vícejader, řeknu vám o jedné běžné mylné představě týkající se našeho hlavního tématu. Někteří uživatelé, kteří si kupují například procesor Intel Core 2 Quad s frekvencí každého jádra 2,5 GHz, se domnívají, že dostanou zařízení schopné dodat 4 x 2,5 = 10 miliard cyklů za sekundu.
To, přátelé, je omyl. Protože to nezrychlí práci generátoru hodin. Jediné, čím vás mohu potěšit, je, že každé jádro může teoreticky provádět samostatnou operaci, ale to obvykle vyžaduje několik taktů.
Přetaktování, škrcení a zahřívání
Zde považuji za nutné zodpovědět často kladenou otázku: co je při výběru procesoru důležitější, počet jader nebo takt.
Oba indikátory určují výkon procesoru, takže 2 jádra na 4,5 GHz nemohou fungovat hůř než 4 na 2,5 GHz. Vše závisí na prováděných úlohách a na architektuře implementované v čipu.
Je pravda, že stále existuje jedno upozornění: do CPU nepřidáte jádra, ale můžete procesor přetaktovat zvýšením jeho hodinové frekvence. Existuje několik způsobů, jak to udělat, ale všechny vyžadují splnění určitých podmínek:
- Teoretická možnost přetaktování procesoru;
- Odolnost jeho prvků vůči práci při vysokých teplotách nebo přítomnost dodatečného účinného chladicího systému;
- Požadovaný přetaktovací potenciál základní desky.
Existuje dokonce několik levných CPU, které jsou nejvhodnější pro takový frekvenční upgrade: AMD FX-6300, AMD FX-4350, AMD Athlon X4 860K, Intel Pentium G3258.
Pravděpodobně jste si již všimli, že v našem rozhovoru o taktovací frekvenci se periodicky zmiňuje fenomén zahřívání procesoru. Tyto dva parametry spolu úzce souvisí. Již nyní je jasné, že umělé zvýšení teploty bude mít za následek zvýšení teploty CPU.
Co se stane, když se z určitých důvodů zahřeje samotný procesor (porucha nebo znečištění chladiče, vysychání teplovodivé pasty, práce v horkém počasí)?
V tomto případě vývojáři CPU poskytli funkci throttling, která sleduje teplotu čipu a při dosažení kritických hodnot automaticky snižuje takt jader a tím i výkon celého systému.
Na závěr bych chtěl poznamenat, že RAM, systémová sběrnice základní desky a dokonce i mezipaměť samotného procesoru mají svou vlastní pracovní frekvenci, ale maximální je takt jádra.
Pamatujte si to, abyste se náhodou nepletli v termínech a zařízeních.
Tím svůj příběh končím a připravím nový článek s cílem potěšit vás novými zajímavými informacemi ze života počítačového hardwaru.
Hlavním kritériem při výběru procesoru pro nový počítač je jeho výkon. Čím větší Procesor je rychlý, tím rychleji pracujete s různými programy, utilitami a samotným operačním systémem. Rychlost procesoru závisí, jak již bylo řečeno, na hodinová frekvence, měřeno v megahertz (MHz) a gigahertz (GHz). Navíc záleží na objemu mezipaměť první a další úrovně, frekvence datové sběrnice (FSB) A kapacita procesoru.
Megahertz je milion vibrací za sekundu, zatímco gigahertz představuje miliardu vibrací za sekundu. Obecně se uznává, že čím vyšší je takt procesoru, tím lepší je jeho výkon. Ne vždy to však platí. Celkový výkon systému je navíc vysoce závislý nejen na procesoru, ale také na všech ostatních komponentách. Řekněme, že jste si zakoupili procesor Core i3 s frekvencí 3 GHz, ale nainstalovali jste pouze 2048 MB a také jste jej používali při nízkých rychlostech přenosu dat. S touto konfigurací budou rozdíly ve výkonu mezi 2 a 3 GHz procesorem sotva patrné. Jinými slovy, výkon počítače závisí na výkonu nejpomalejší komponenty, ať už je to procesor, RAM, pevný disk nebo dokonce zdroj (protože pokud zdroj nestačí zajistit chod hardwarových komponent , můžete na stabilní provoz počítače úplně zapomenout).
Takt procesoru a jeho úlovek
Podívejme se blíže na otázku proč takt procesoru nezaručuje jeho vysoký výkon. Hodinová frekvence, jak již název napovídá, se skládá z bije, nebo hodinové periody. Každá operace provedená procesorem trvá jeden hodinový cyklus a několik cyklů čekání. Čekací cyklus je „prázdný“ cyklus, tzn. časový interval, během kterého nejsou prováděny žádné operace. Čekací cykly jsou nezbytné pro zajištění synchronního provozu různých počítačových komponent. Provedení různých příkazů trvá různý počet hodinových cyklů. Například procesor Core i3 může vykonat alespoň 12 příkazů za hodinový cyklus. Čím méně hodinových cyklů je potřeba k provedení příkazu, tím vyšší je procesor. Výkon navíc ovlivňují i další faktory, například velikost mezipaměti první/druhé úrovně.
Procesory Core I a Athlon II Mají různé vnitřní architektury, takže příkazy se v nich provádějí odlišně. V důsledku toho je nemožné porovnávat tyto procesory na základě taktu. Například procesor Athlon II X4 641 S taktem 2,8 GHz má výkon zhruba srovnatelný s procesorem Core I3 běžícím na 3 GHz.
Hodinová frekvence procesoru je množství zpracovaných informací, to znamená počet synchronizačních cyklů, za jednu sekundu. Hodinová frekvence se měří v MegaHertz (MHz). Zpravidla platí, že čím vyšší je takt, tím rychleji běží programy a hry, to znamená, že se zvyšuje počet operací provedených za sekundu, avšak systémy se stejnou rychlostí hodin mohou mít různý výkon, protože různé procesory mohou vyžadovat různé počty operace k provedení jedné operace
Výkon.
Výkon je účinnost použité frekvence hodin. Čím rychleji se očekává, že zařízení bude plnit úkoly, tím více koňských sil je potřeba pod kapotou. Moderní zařízení poskytují stále vyšší rozlišení videa na displejích, miliony barev (statisíce odstínů jasu) nebo vysoce kvalitní zvuk. Všechna moderní zařízení navíc podporují grafické uživatelské rozhraní (také známé jako GUI), které umožňuje ovládání namířením na požadované místo na obrazovce a stisknutím prstu nebo tlačítka myši. Celá tato krása vyžaduje vytváření, psaní a přesouvání miliard nul a jedniček za sekundu, tedy poměrně velký výkon.
Jádro procesoru.
Jádro procesoru je část procesoru, která provádí jedno vlákno instrukcí. Jednojádrové procesory využívají zřetězené zpracování hodin, zatímco vícejádrové procesory využívají paralelní zpracování. Jinými slovy, vícejádrové procesory provádějí několik operací současně, čímž rychleji dokončují uživatelské úkoly.
Spotřeba energie.
Nízkopříkonový procesor prodlouží výdrž baterie zařízení. „Závody“ o frekvenci a výkon procesoru vedly ke zvýšení spotřeby energie. Společnosti proto začaly instalovat energeticky úsporné systémy, teplotní senzory, které poskytují ochranu před přehřátím a snižují frekvenci procesoru, když teplota nepřijatelně stoupne, implementují energeticky úsporné režimy na softwarové úrovni, aby procesor „uspaly“ a také instalovaly vysoce výkonné kapacitní baterie.
BERAN.
RAM je dočasná paměť, která ovlivňuje multitasking zařízení, ve kterém běží programy spouštěné uživatelem. RAM se také nazývá „mozek“ počítače, protože se v ní provádí většina práce. Velké množství paměti RAM umožňuje spouštět více programů a her současně a také umožňuje urychlit všechny procesy související se zpracováním informací.
Vestavěná paměť.
Paměť pevného disku je paměť, která je určena pro stahování a instalaci uživatelských souborů (programů, aplikací, widgetů, multimediálních souborů a her).
V zařízeních se vyznačuje velikostí pevného disku (v některých případech se používá flash paměť). Čím větší objem, tím více informací lze uložit. Tato zařízení mohou mít také rozšiřitelnou paměť. Internetové tablety mají pro tuto paměť slot pro paměťovou kartu. V notebookech a netboocích jsou kromě slotu konektory pro vyměnitelný flash disk nebo pevný disk.
Operační systém.
Operační systém je soubor programů využívajících prostředky počítače (procesor, RAM a permanentní paměť), jejichž činnost je zaměřena na plnění uživatelských úkolů. Operačnímu systému se také říká „paní“ veškerého vybavení. Jeho první funkcí je indikovat způsob fungování mikroprocesoru a správu velkého množství paměti. Druhou funkcí operačního systému je indexování všech informací umístěných ve vestavěné paměti. Výkon závisí na tom, jaký systém je v zařízení nainstalován. V obchodech Euroset jsou běžné tři operační systémy: Windows na noteboocích a netboocích a Android a iOS na internetových tabletech.
Multitasking je schopnost spouštět a spouštět více programů současně.
Multitasking je implementován na úrovni operačního systému a umožňuje optimalizovat procesy, zvýšit provozní rychlost a zvýšit komfort používání zařízení. Videokarta.
Grafická karta je zařízení pro zobrazování videa a grafiky v počítači.
Displeje se liší v takových vlastnostech, jako jsou: úhlopříčka, rozlišení, poměr stran a pokrytí obrazovky. Úhlopříčka se může pohybovat od 4 do 19 palců (1 palec se rovná 2,54 cm) pro notebooky, netbooky a tablety. Rozlišení je počet pixelů, které budou tvořit obrázek . Rozlišení obrazovky se pohybuje od 800x600 do 1366x768 pixelů, což vám umožní plně si vychutnat krásu vašeho spořiče obrazovky nebo fotografií. Netbooky mají často rozlišení 1024x600. Širokoúhlé obrazovky nemají čtvercový tvar, ale mají vzhled podlouhlého obdélníku, což umožňuje: pohodlné prohlížení WEB stránek a celovečerních filmů.
Je povrch obrazovky matný nebo lesklý?
Matný povlak nevytváří na displeji odlesky za denního světla, jsou na něm méně viditelné otisky prstů a oči jsou méně unavené.
Lesklá povrchová úprava však dodává obrazu více jasu a kontrastu
Když světlo dopadne přímo na displej, obraz ztmavne a objeví se odlesky.
Ze všech technických vlastností procesoru je mezi uživateli nejznámější hodinová frekvence. Ale jen málo nespecialistů plně chápe, co to je. Podrobnější informace o tom pomohou lépe porozumět fungování výpočetních systémů. Zejména při použití vícejádrových procesorů, které disponují určitými provozními vlastnostmi, které nejsou každému známé, ale které je třeba vzít v úvahu při provozu počítače.
Po dlouhou dobu bylo hlavní úsilí vývojářů zaměřeno konkrétně na zvýšení frekvence hodin. Teprve v poslední době se objevuje tendence vyvíjet a vylepšovat architekturu počítačů, zvyšovat množství vyrovnávací paměti a počet procesorových jader. Bez povšimnutí však nezůstává ani takt procesoru.
Jaký je tento parametr - takt procesoru?
Zkusme zjistit, co je to „rychlost procesoru“. Tato hodnota charakterizuje počet výpočtů, které může procesor provést za jednu sekundu. Procesor s vyšší taktovací frekvencí má následně i vyšší výkon, tzn. schopný provést větší počet operací v určitém časovém období.
Většina moderních procesorů má takt mezi 1 a 4 GHz. Tato hodnota je definována jako součin základní frekvence a určitého koeficientu. Zejména procesor Intel Core i7 920 má vlastní taktovací frekvenci 2660 Hz, která je získána díky základní frekvenci sběrnice 133 MHz a faktoru 20. Někteří výrobci vyrábějí procesory, které lze přetaktovat na vyšší výkon. Například Black Edition od AMD a řada K-series od Intelu. Stojí za zmínku, že i přes důležitost této charakteristiky není při výběru počítače rozhodující. Takt ovlivňuje výkon procesoru jen částečně.
Jednojádrové procesory prakticky upadly v zapomnění a v moderních výpočetních zařízeních se používají jen zřídka. Je to způsobeno rozvojem IT průmyslu, jehož pokrok nepřestává udivovat.
I mezi odborníky můžete občas narazit na mylnou představu o tom, jak vypočítat takt procesoru se dvěma a více jádry. Častou mylnou představou je, že takt se musí násobit počtem jader. Například 4jádrový procesor s taktovací frekvencí 3 GHz bude mít integrovanou frekvenci 12 GHz, tzn. 4x3=12. Ale to není pravda. Vysvětlíme si to na jednoduchém příkladu
