Velocidad básica del reloj. Frecuencia del procesador y su correcta comprensión. Explicación y ejemplo de cómo funciona.

Muchos propietarios de ordenadores con procesadores modernos notan que la velocidad del reloj de su procesador cambia con el tiempo. A veces, la frecuencia salta al valor máximo característico de un modelo determinado (por ejemplo, hasta 3000 MHz) y, a veces, cae a 1500 o incluso 800 MHz. Al observar tales saltos, los usuarios se preguntan por qué sucede esto y cómo corregir la velocidad del reloj. valor máximo.

Si observa saltos en la velocidad del reloj del procesador mientras la computadora está inactiva, entonces esto es bastante normal. Este es un mecanismo de ahorro de energía. Cuando no hay carga, el sistema reduce el multiplicador del procesador, lo que conduce a una disminución en la velocidad del reloj del procesador. Normalmente, la frecuencia del reloj se reduce a 1500 u 800 MHz, después de lo cual la computadora funciona a esta frecuencia hasta que hay una carga notable en el procesador. Cuando aparece la carga, la frecuencia del reloj vuelve a sus valores estándar.

A continuación se muestran capturas de pantalla del programa CPU-Z. Allí puedes ver cómo cambia la frecuencia del procesador. Núcleo Intel El i5 2310 salta entre 1600 MHz y 3100 MHz.

También en programa CPU-Z Puedes ver cómo cambia el multiplicador del procesador.

Reducir la frecuencia del reloj le permite reducir el consumo de energía del procesador, lo que a su vez reduce significativamente el consumo total de energía de la computadora, porque el procesador es uno de los componentes que más energía consume de una computadora moderna.

Además de ahorrar energía directamente, este comportamiento del sistema permite reducir la temperatura del procesador, lo que a su vez permite reducir la velocidad del ventilador y reducir el nivel de ruido que produce el ordenador.

Si lo desea, el usuario puede fijar la frecuencia del reloj del procesador al valor máximo. Para hacer esto, necesita editar el utilizado en Sistema operativo diagrama de suministro de energía. Por ejemplo, en Windows, para hacer esto, debe ir a "Panel de control\Hardware y sonido\Opciones de energía" y hacer clic en el enlace "Configurar plan de energía", que se encuentra frente al esquema activo.

De esta manera llegarás a configuraciones adicionales diagramas de suministro de energía. Aquí debe abrir la sección "Administración de energía del procesador" y en el campo "Estado mínimo del procesador" especificar un valor del 100 por ciento.

Después de aplicar la configuración, el procesador comenzará a funcionar a su velocidad máxima de reloj.

La velocidad del reloj de la CPU salta bajo carga

Bajo carga, la frecuencia del reloj también puede cambiar. En este caso, este es el resultado de la tecnología Turbo Boost. Esta tecnología diseñado para overclockear automáticamente el procesador a frecuencias superiores al estándar. La actividad de dicho overclocking automático depende de la carga del procesador. Con una carga de un solo subproceso, Turbo Boost hace que la velocidad del reloj aumente notablemente más que con una carga de múltiples subprocesos, lo que puede provocar ligeros saltos en la velocidad del reloj del procesador. Por ejemplo, para Procesador central El i5-2500 bajo carga Turbo Boost puede cambiar la frecuencia del reloj desde 3700 MHz (con una carga en un núcleo) a 3400 MHz (con una carga en los 4 núcleos).

Si experimenta picos significativos en la frecuencia del procesador bajo carga, como saltos de 1000 MHz o más, esto puede ser un signo de un mal funcionamiento de la computadora. En este caso, vale la pena comprobarlo. Cuando el procesador se sobrecalienta, puede comenzar la llamada "estrangulación". Esta es una reducción en la velocidad del reloj para reducir la temperatura del procesador.

Cabe señalar que la aceleración del procesador puede ocurrir no solo como resultado del sobrecalentamiento del propio procesador, sino también cuando sus circuitos de alimentación se sobrecalientan. Esto puede suceder, por ejemplo, al hacer overclocking en un procesador en una placa base económica.

Declaración:

Cuanto mayor sea la velocidad del reloj del procesador, mayor será su rendimiento.

La velocidad de los procesadores siempre se ha comparado en función de su característica principal y más comprensible: la frecuencia del reloj. La moda para esto fue introducida en 1984 por los especialistas en marketing de PC de IBM, quienes argumentaron que Procesador Intel El 8088 de su computadora es casi cinco veces más rápido que el MOS Technology 6502 en velocidad de reloj.
del Apple II, lo que significa que es casi cinco veces más rápido. Intel y Microsoft siguieron la misma lógica en los años 90, afirmando que Pentium era más productivo que PowerPC desde computadoras Apple sólo porque tiene una velocidad de reloj más alta. Después de que AMD se uniera a la carrera a finales de los 90, la compañía tuvo que introducir marcas especiales que comparaban sus procesadores con los procesadores Intel. La mayoría de los consumidores confiaban en que la velocidad del reloj: característica principal, e Intel, que apostaba por su crecimiento, sólo les apoyó en esta creencia.

JUAN CUCHARA

periodista

“Después del lanzamiento de los procesadores Pentium III que funcionan a frecuencias de hasta 667 MHz, AMD puede perder su liderazgo. Enviado
Los procesadores Athlon están funcionando este mes.
con una frecuencia máxima de 650 MHz. Pero el liderazgo de Intel no durará mucho. Según los representantes de AMD, a finales de año lanzarán un procesador con una frecuencia de 700 MHz”.

Por qué esto no es cierto:

El tiempo que lleva completar las operaciones es más importante que la velocidad del reloj.

Es correcto comparar solo la frecuencia del reloj.
Los procesadores tienen el mismo. gama de modelos con la misma arquitectura. Aunque la frecuencia del Intel 8088 era casi cinco veces mayor que la del MOS Technology 6502, de hecho, la misma operación podría requerir más ciclos de reloj del Intel 8088, por lo que se niveló la ventaja en frecuencia. Así fue
En el futuro: primero Apple y luego AMD intentaron exponer el "mito de los megahercios". En 2006, Intel finalmente se unió a ellos, alcanzando el límite de velocidad de reloj en la arquitectura que entonces usaba en los procesadores de escritorio y cambiando el paradigma.

Hoy la cantidad de operaciones que realiza el procesador.
En un ciclo de reloj, la velocidad del reloj nunca ha sido más importante. Caso
es que cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la generación de calor,
y por lo tanto los creadores procesadores móviles enfocar
para optimización, no números secos. El mito, sin embargo, no llega a ninguna parte.
no desapareció, e incluso evolucionó: por ejemplo, muchos empezaron a creer que la velocidad de un procesador es proporcional a la cantidad de núcleos que contiene. Sí, y si le nombras a una persona promedio dos procesadores con diferentes frecuencias de reloj, aún así
por inercia elegirá el que tenga más megahercios.

Entonces la frecuencia del reloj es el parámetro más conocido. Por tanto, es necesario comprender específicamente este concepto. Además, en el marco de este artículo, discutiremos entender la velocidad del reloj procesadores multinúcleo , porque hay matices interesantes que no todo el mundo conoce y tiene en cuenta.

Suficiente por mucho tiempo los desarrolladores se basaron específicamente en aumentar la frecuencia del reloj, pero con el tiempo la "moda" ha cambiado y la mayoría de los desarrollos van hacia la creación de una arquitectura más avanzada, el aumento de la memoria caché y el desarrollo de múltiples núcleos, pero nadie se olvida de la frecuencia.

¿Qué es la velocidad del reloj del procesador?

Primero necesitas entender la definición de "frecuencia de reloj". Frecuencia del reloj nos muestra cuántos cálculos puede realizar el procesador por unidad de tiempo. En consecuencia, cuanto mayor sea la frecuencia, mayor más operaciones puede ser ejecutado por el procesador por unidad de tiempo. Frecuencia del reloj procesadores modernos, generalmente oscila entre 1,0 y 4 GHz. Se determina multiplicando el exterior o frecuencia base, por un cierto coeficiente. Por ejemplo, el procesador Intel Core i7 920 utiliza una velocidad de bus de 133 MHz y un multiplicador de 20, lo que da como resultado una velocidad de reloj de 2660 MHz.

La frecuencia del procesador se puede aumentar en casa mediante el overclocking del procesador. Hay modelos de procesadores especiales de AMD e Intel, que están destinados al overclocking por parte del propio fabricante, por ejemplo, la Black Edition de AMD y la línea K-series de Intel.

Me gustaría señalar que al comprar un procesador, la frecuencia no debe ser el factor decisivo en su elección, porque de ello depende sólo una parte del rendimiento del procesador.

Comprender la velocidad del reloj (procesadores multinúcleo)

Ahora, en casi todos los segmentos del mercado ya no quedan procesadores de un solo núcleo. Bueno, es lógico, porque la industria de TI no se detiene, sino que avanza constantemente a pasos agigantados. Por lo tanto, es necesario comprender claramente cómo se calcula la frecuencia para procesadores que tienen dos o más núcleos.

Mientras visitaba muchos foros de informática, noté que existe una idea errónea común sobre cómo comprender (calcular) las frecuencias de los procesadores multinúcleo. Inmediatamente daré un ejemplo de este razonamiento incorrecto: “Hay 4 procesador nuclear con una frecuencia de reloj de 3 GHz, por lo que su frecuencia de reloj total será igual a: 4 x 3 GHz = 12 GHz, ¿verdad?” - No, no es así.

Intentaré explicar por qué la frecuencia total del procesador no puede entenderse como: “número de núcleos incógnita frecuencia especificada."

Déjame darte un ejemplo: “Un peatón camina por la carretera, su velocidad es de 4 km/h. Esto es similar a un procesador de un solo núcleo en norte GHz. Pero si 4 peatones caminan por la carretera a una velocidad de 4 km/h, entonces esto es similar a un procesador de 4 núcleos en norte GHz. En el caso de los peatones, no asumimos que su velocidad será 4x4 = 16 km/h, simplemente decimos: "4 peatones caminan a una velocidad de 4 km/h". Por la misma razón, no realizamos ninguna operación matemática con las frecuencias de los núcleos del procesador, simplemente recordamos que un procesador de 4 núcleos es norte GHz tiene cuatro núcleos, cada uno de los cuales opera a una frecuencia norte GHz".

Frecuencia del reloj es un parámetro que se mide en gigahercios. Una frecuencia más alta permite un procesamiento de datos más rápido. Este es uno de los parámetros más importantes al que debes prestar atención a la hora de elegir un procesador.

El número de núcleos no es menos importante; el caso es que la frecuencia del reloj es igual; en esta etapa El desarrollo ya no se puede aumentar, esto impulsó un mayor desarrollo en la dirección de la computación paralela, expresado en un aumento en el número de núcleos. La cantidad de núcleos informa cuántos programas se pueden ejecutar simultáneamente sin perder rendimiento. Sin embargo, vale la pena considerar que si el programa está optimizado para dos núcleos, incluso si hay más, la computadora no podrá utilizarlos por completo.

Frecuencia del bus del procesador y la caché

La frecuencia del bus demuestra la velocidad de transmisión de la información que entra y sale del procesador. Cuanto mayor sea este indicador, más rápido se produce el intercambio de información; las unidades de medida aquí son gigahercios. De gran importancia es la caché del procesador, que es un bloque de memoria de alta velocidad. Está ubicado directamente en el núcleo y sirve para mejorar el rendimiento, ya que procesa datos con mucha más cantidad. mayor velocidad que en el caso de la RAM. Hay tres niveles de memoria caché:

L1: el primer nivel es el más pequeño en volumen, pero el más rápido, su tamaño varía entre 8 y 128 KB.

L2 es el segundo nivel, mucho más lento que el primero, pero lo supera en volumen, aquí el tamaño varía entre 128 - 12288 KB.

L3 es el tercer nivel, inferior en velocidad a los dos primeros niveles, pero el más voluminoso, por cierto, puede estar ausente por completo, ya que está destinado a ediciones especiales de procesadores o soluciones de servidor. Su tamaño alcanza los 16384 KB, puede estar presente en procesadores como Xeon MP, Pentium 4 Edición extrema o Itanio 2.

Enchufe y disipación de calor.

Menos importantes, pero aún relevantes a la hora de elegir un procesador, son características como el zócalo y la disipación de calor. Enchufe Se llama zócalo donde está instalado el procesador en la placa base. Por indicadores liberación de calor Puede determinar el grado de calentamiento del procesador durante el funcionamiento. Este indicador se mide en vatios y varía de 10 a 165 W.

El coste medio de los procesadores Intel Core 2 Duo en el mercado de Moscú es de 5.000 rublos, y AMD Athlon X2 de doble núcleo 3.000 rublos, según http://price.ru

Mesa 3 Comparación de procesadores

Para trabajar con gráficos, el bus y la frecuencia del procesador son importantes, por lo tanto, de acuerdo con los requisitos mínimos de hardware, al elegir entre las dos CPU propuestas, en función de las características clave anteriores, así como de las cualidades de precio, doy preferencia a la CPU AMD ATHLON II X2 http://www.nix.ru .

Como se sabe, la frecuencia del reloj del procesador es el número de operaciones realizadas por unidad de tiempo, en en este caso, en un segundo.

Pero esta definición no es suficiente para comprender plenamente lo que realmente significa este concepto y qué significado tiene para nosotros, los usuarios comunes y corrientes.

Puede encontrar muchos artículos sobre este tema en Internet, pero a todos les falta algo.

La mayoría de las veces, este “algo” es la llave que puede abrir la puerta a la comprensión.

Por lo tanto, intentamos recopilar toda la información básica, como si fuera un rompecabezas, y juntarla en una imagen única y holística.

Contenido:

Definición detallada

Entonces, la velocidad del reloj es la cantidad de operaciones que puede realizar un procesador por segundo. Este valor se mide en Hertz.

Esta unidad de medida lleva el nombre de un científico famoso que realizó experimentos destinados a estudiar procesos periódicos, es decir, repetitivos.

¿Qué tiene que ver Hertz con las operaciones en un segundo?

Esta pregunta surge al leer la mayoría de los artículos de personas que no estudiaron muy bien física en la escuela (tal vez por causas ajenas a su voluntad).

El caso es que esta unidad denota precisamente la frecuencia, es decir, el número de repeticiones de estos mismos procesos periódicos por segundo.

Le permite medir no solo el número de operaciones, sino también varios otros indicadores. Por ejemplo, si realizas 3 entradas por segundo, entonces tu frecuencia respiratoria será de 3 Hercios.

En cuanto a procesadores, lo más diferentes operaciones, que se reducen al cálculo de ciertos parámetros.

En realidad, se llama el número de cálculos de estos mismos parámetros por segundo.

¡Qué sencillo es!

En la práctica, el concepto "Hercios" se utiliza muy raramente; más a menudo oímos hablar de megaHercios, kiloHercios, etc. La Tabla 1 muestra la “decodificación” de estos valores.

Tabla 1. Designaciones

Actualmente, el primero y el último se utilizan muy raramente.

Es decir, si escuchas que tiene 4 GHz, entonces puede realizar 4 mil millones de operaciones por segundo.

¡De nada! Este es el promedio actual. Seguramente muy pronto oiremos hablar de modelos con una frecuencia de terahercios o incluso más.

como se forma

Entonces, en ello Hay siguientes dispositivos :

• resonador de reloj– es un cristal de cuarzo ordinario, encerrado en un recipiente protector especial;
• generador de reloj – un dispositivo que convierte un tipo de vibración en otro;
• cubierta metálica;
• autobús de datos;
• sustrato de textolita, al que están conectados todos los demás dispositivos.

Entonces, un cristal de cuarzo, es decir, un resonador de reloj, forma oscilaciones debido al suministro de voltaje. Como resultado, se forman oscilaciones. corriente eléctrica.

Se adjunta un generador de reloj al sustrato, que convierte vibraciones electricas en impulsos.

Se transmiten a buses de datos y así el resultado de los cálculos llega al usuario.

Así es exactamente como se obtiene la frecuencia del reloj.

Es interesante que respecto a este concepto Existe una gran cantidad de conceptos erróneos, en particular sobre la conexión entre núcleos y frecuencia. Por lo tanto, también vale la pena hablar de esto.

Cómo se relaciona la frecuencia con los núcleos

El núcleo es, de hecho, el procesador. Con esto nos referimos al cristal mismo que obliga a todo el dispositivo a realizar determinadas operaciones.

Es decir, si un modelo en particular tiene dos núcleos, significa que contiene dos cristales que están conectados entre sí mediante un bus especial.

Según una idea errónea común, cuantos más núcleos, mayor será la frecuencia. No en vano los desarrolladores están intentando incluir cada vez más núcleos en ellos. Pero eso no es cierto. Si es de 1 GHz, aunque tenga 10 núcleos, seguirá siendo de 1 GHz y no pasará a ser de 10 GHz.