Prosessorin toimintakellotaajuus. Prosessorin kellonopeus ja tietokoneen nopeus

* Aina on kiireellisiä kysymyksiä siitä, mihin sinun tulee kiinnittää huomiota prosessoria valittaessa, jotta et tee virhettä.

Tavoitteenamme tässä artikkelissa on kuvata kaikki prosessorin suorituskykyyn ja muihin toimintaominaisuuksiin vaikuttavat tekijät.

Ei luultavasti ole mikään salaisuus, että prosessori on tietokoneen tärkein laskentayksikkö. Voisi jopa sanoa – tietokoneen tärkein osa.

Hän käsittelee melkein kaikkia tietokoneessa tapahtuvia prosesseja ja tehtäviä.

Olipa kyse sitten videoiden, musiikin, Internetin surffaamisesta, muistiin kirjoittamisesta ja lukemisesta, 3D:n ja videon käsittelystä, peleistä. Ja paljon enemmän.

Siksi valita C keskeinen P prosessori, sinun tulee käsitellä sitä erittäin huolellisesti. Voi käydä ilmi, että päätät asentaa tehokkaan näytönohjaimen ja prosessorin, joka ei vastaa sen tasoa. Tässä tapauksessa prosessori ei paljasta näytönohjaimen potentiaalia, mikä hidastaa sen toimintaa. Prosessori on täysin ladattu ja kirjaimellisesti kiehuva, ja näytönohjain odottaa vuoroaan ja toimii 60-70 prosentilla kyvyistään.

Siksi, kun valitset tasapainoisen tietokoneen, Ei kustannuksia laiminlyödä prosessoria tehokkaan näytönohjaimen hyväksi. Prosessorin tehon on oltava tarpeeksi näytönohjaimen potentiaalin vapauttamiseksi, muuten se on vain hukattua rahaa.

Intel vs. AMD

* kiinni ikuisesti

Yhtiö Intel, jolla on valtavat henkilöresurssit ja lähes ehtymätön talous. Monet puolijohdeteollisuuden innovaatiot ja uudet teknologiat tulevat tältä yhtiöltä. Prosessorit ja kehitystyöt Intel, keskimäärin 1-1,5 vuotta edellä insinöörien saavutuksia AMD. Mutta kuten tiedät, sinun on maksettava mahdollisuudesta käyttää uusinta teknologiaa.

Prosessorin hintapolitiikka Intel, perustuu molempiin ytimien määrä, välimuistin määrä, mutta myös päällä arkkitehtuurin "tuoreus"., suorituskyky kelloa kohdenwattia,lastuprosessitekniikka. Välimuistin merkitystä, "teknisen prosessin hienouksia" ja muita prosessorin tärkeitä ominaisuuksia käsitellään alla. Tällaisten teknologioiden sekä ilmaisen taajuuskertoimen hallussapidosta joudut myös maksamaan lisäsumman.

Yhtiö AMD, toisin kuin yhtiö Intel, pyrkii prosessoriensa saatavuuteen loppukuluttajille ja asiantuntevaan hinnoittelupolitiikkaan.

Niin voisi jopa sanoa AMD– « Kansan leima" Sen hintalapuista löydät tarvitsemasi erittäin houkuttelevaan hintaan. Yleensä vuosi sen jälkeen, kun yhtiöllä on uusi tekniikka Intel, tekniikan analogi ilmestyy AMD. Jos et tavoittele parasta suorituskykyä ja kiinnität enemmän huomiota hintalappuun kuin edistyneen teknologian saatavuuteen, niin yrityksen tuotteet AMD- vain sinulle.

Hintapolitiikka AMD, perustuu enemmän ytimien määrään ja hyvin vähän välimuistin määrään ja arkkitehtonisiin parannuksiin. Joissakin tapauksissa kolmannen tason välimuistin saamisesta joudut maksamaan hieman ylimääräistä ( Phenom siinä on 3-tasoinen välimuisti, Athlon sisältöä vain rajoitetusti, taso 2). Mutta joskus AMD hemmottelee hänen fanejaan mahdollisuus avata halvemmista prosessoreista kalliimpiin. Voit avata ytimien tai välimuistin lukituksen. Parantaa Athlon ennen Phenom. Tämä on mahdollista modulaarisen arkkitehtuurin ja joidenkin halvempien mallien puutteen ansiosta, AMD yksinkertaisesti poistaa käytöstä joitain lohkoja kalliimpien sirulla (ohjelmisto).

ytimet– pysyvät käytännössä ennallaan, vain niiden lukumäärä vaihtelee (tosi prosessoreille 2006-2011 vuotta). Prosessorien modulaarisuuden ansiosta yritys tekee erinomaista työtä hylättyjen sirujen myymisessä, joista tulee, kun jotkut lohkot sammutetaan, prosessori vähemmän tuottavalta linjalta.

Yritys on työskennellyt useita vuosia täysin uuden arkkitehtuurin parissa koodinimellä Puskutraktori, mutta julkaisuhetkellä 2011 vuonna uudet prosessorit eivät osoittaneet parasta suorituskykyä. AMD Syytän käyttöjärjestelmiä siitä, että ne eivät ymmärtäneet kahden ytimen ja "muiden monisäikeisten" arkkitehtonisia ominaisuuksia.

Yrityksen edustajien mukaan sinun tulee odottaa erityisiä korjauksia ja korjauksia, jotta voit kokea näiden prosessorien täyden suorituskyvyn. Kuitenkin alussa 2012 vuonna yrityksen edustajat lykkäsivät arkkitehtuuria tukevan päivityksen julkaisua Puskutraktori vuoden toiselle puoliskolle.

Prosessorin taajuus, ytimien lukumäärä, monisäikeisyys.

Aikana Pentium 4 ja hänen edessään - CPU-taajuus, oli tärkein prosessorin suorituskykytekijä prosessoria valittaessa.

Tämä ei ole yllättävää, koska prosessoriarkkitehtuurit on suunniteltu erityisesti saavuttamaan korkeita taajuuksia, ja tämä näkyi erityisesti prosessorissa Pentium 4 arkkitehtuurista NetBurst. Korkea taajuus ei toiminut arkkitehtuurissa käytetyllä pitkällä putkilinjalla. Jopa Athlon XP taajuus 2GHz, tuottavuudella mitattuna oli korkeampi kuin Pentium 4 c 2,4 GHz. Se oli siis puhdasta markkinointia. Tämän virheen jälkeen yritys Intel tajusin virheeni ja palasi hyvän puolelle Aloin työskennellä taajuuskomponentin, vaan suorituskyvyn parissa kelloa kohti. Arkkitehtuurista NetBurst Minun piti kieltäytyä.

Mitä sama meille antaa moniytimisen?

Neliytiminen prosessori taajuudella 2,4 GHz, monisäikeisissä sovelluksissa, on teoriassa likimääräinen ekvivalentti yksiytimiselle prosessorille taajuudella 9,6 GHz tai 2-ytiminen prosessori taajuudella 4,8 GHz. Mutta se on vain teoriassa. Käytännössä Kaksi kaksiytimistä prosessoria kaksikantaisessa emolevyssä on kuitenkin nopeampi kuin yksi 4-ytiminen prosessori samalla toimintataajuudella. Väylän nopeusrajoitukset ja muistin latenssi vaativat veronsa.

* Sama arkkitehtuuri ja välimuistin määrä

Moniytiminen mahdollistaa ohjeiden ja laskelmien suorittamisen osissa. Sinun on esimerkiksi suoritettava kolme aritmeettista operaatiota. Kaksi ensimmäistä suoritetaan jokaiselle prosessoriytimelle ja tulokset lisätään välimuistiin, jossa mikä tahansa vapaa ydin voi suorittaa seuraavan toiminnon niillä. Järjestelmä on erittäin joustava, mutta ilman asianmukaista optimointia se ei välttämättä toimi. Siksi optimointi moniytimille on erittäin tärkeää prosessoriarkkitehtuurille käyttöjärjestelmäympäristössä.

Sovellukset, jotka "rakastavat" ja käyttää monisäikeisyys: arkistaattorit, videosoittimet ja enkooderit, virustorjunta, eheytysohjelmat, graafinen editori, selaimet, Salama.

Monisäikeisyyden "ystäviin" kuuluvat myös käyttöjärjestelmät, kuten Windows 7 Ja Windows Vista, samoin kuin monet OS ydinpohjainen Linux, jotka toimivat huomattavasti nopeammin moniytimisellä prosessorilla.

Suurin osa pelejä, joskus 2-ytiminen prosessori korkealla taajuudella riittää. Nyt kuitenkin julkaistaan ​​yhä enemmän pelejä, jotka on suunniteltu monisäikeisiin. Ota ainakin nämä Hiekkalaatikko pelejä kuten GTA 4 tai Prototyyppi, jossa 2-ytiminen prosessori, jonka taajuus on pienempi 2,6 GHz– et tunne olosi mukavaksi, kuvataajuus putoaa alle 30 kuvaa sekunnissa. Vaikka tässä tapauksessa todennäköisimmin syynä tällaisiin tapauksiin on pelien "heikko" optimointi, ajan puute tai pelien konsoleista siirtäneiden "epäsuorat" kädet. PC.

Kun ostat uutta prosessoria pelaamiseen, sinun tulee nyt kiinnittää huomiota prosessoreihin, joissa on vähintään 4 ydintä. Mutta silti, sinun ei pitäisi laiminlyödä 2-ydinprosessoreita "ylemmästä kategoriasta". Joissakin peleissä nämä prosessorit tuntuvat joskus paremmilta kuin jotkut moniytimiset.

Prosessorin välimuisti.

on prosessorisirun erityinen alue, jossa prosessoriytimien, RAM-muistin ja muiden väylien välistä välitietoa käsitellään ja tallennetaan.

Se toimii erittäin suurella kellotaajuudella (yleensä prosessorin taajuudella), sillä on erittäin korkea suorituskyky ja prosessorin ytimet toimivat suoraan sen kanssa ( L1).

Hänen takiaan puute, prosessori voi olla käyttämättömänä aikaa vievissä tehtävissä odottaen uuden tiedon saapumista välimuistiin käsittelyä varten. Myös välimuisti palvelee tallenteet usein toistetuista tiedoista, jotka voidaan tarvittaessa palauttaa nopeasti ilman turhia laskelmia pakottamatta prosessoria tuhlaamaan niihin uudelleen aikaa.

Suorituskykyä parantaa myös se, että välimuisti on yhtenäinen ja kaikki ytimet voivat yhtä hyvin käyttää sen dataa. Tämä tarjoaa lisämahdollisuuksia monisäikeiseen optimointiin.

Tätä tekniikkaa käytetään nyt Tason 3 välimuisti. Prosessoreille Intel prosessoreissa oli yhtenäinen tason 2 välimuisti ( C2D E 7***,E 8***), minkä ansiosta tämä menetelmä näytti lisäävän monisäikeistä suorituskykyä.

Prosessoria ylikellotettaessa välimuistista voi tulla heikko kohta, joka estää prosessoria ylikellotimasta sen maksimikäyttötaajuuden yli ilman virheitä. Plussaa on kuitenkin, että se toimii samalla taajuudella kuin ylikellotettu prosessori.

Yleensä mitä suurempi välimuisti on, sitä nopeammin PROSESSORI. Missä sovelluksissa tarkalleen?

Kaikki sovellukset, jotka käyttävät paljon liukulukudataa, ohjeita ja säikeitä, käyttävät paljon välimuistia. Välimuisti on erittäin suosittu arkistaattorit, videokooderit, virustorjunta Ja graafinen editori jne.

Suuri määrä välimuistia on eduksi pelejä. Erityisesti strategiat, autosimulaattorit, roolipelit, SandBox ja kaikki pelit, joissa on paljon pieniä yksityiskohtia, hiukkasia, geometriaelementtejä, tietovirtoja ja fyysisiä tehosteita.

Välimuistilla on erittäin tärkeä rooli kahden tai useamman näytönohjaimen järjestelmien potentiaalin vapauttamisessa. Loppujen lopuksi osa kuormituksesta kohdistuu prosessoriytimien vuorovaikutukseen sekä keskenään että useiden videosirujen virtojen kanssa työskentelemiseen. Tässä tapauksessa välimuistin järjestäminen on tärkeää, ja suuri tason 3 välimuisti on erittäin hyödyllinen.

Välimuisti on aina varustettu suojauksella mahdollisia virheitä vastaan ​​( ECC), jos ne havaitaan, ne korjataan. Tämä on erittäin tärkeää, koska pieni virhe muistivälimuistissa voi käsiteltäessä muuttua jättimäiseksi, jatkuvaksi virheeksi, joka kaataa koko järjestelmän.

Omistusoikeudelliset tekniikat.

(hyper-ketjutus, HT)–

tekniikkaa käytettiin ensimmäisen kerran prosessoreissa Pentium 4, mutta se ei aina toiminut oikein ja usein hidasti prosessoria enemmän kuin nopeuttai sitä. Syynä oli se, että putki oli liian pitkä ja haaran ennustejärjestelmä ei ollut täysin kehittynyt. Yrityksen käytössä Intel, tekniikalle ei ole vielä analogeja, ellemme pidä sitä analogina? mitä yrityksen insinöörit toteuttivat AMD arkkitehtuurissa Puskutraktori.

Järjestelmän periaate on, että jokaiselle fyysiselle ytimelle yksi kaksi laskentalankaa, yhden sijasta. Eli jos sinulla on 4-ytiminen prosessori HT (Core i 7), sinulla on virtuaalisia säikeitä 8 .

Suorituskyvyn lisäys saavutetaan sillä, että data pääsee liukuhihnaan jo sen keskellä, ei välttämättä alussa. Jos jotkut prosessorilohkot, jotka pystyvät suorittamaan tämän toiminnon, ovat valmiustilassa, ne vastaanottavat tehtävän suoritettavaksi. Suorituskyvyn lisäys ei ole sama kuin todellisten fyysisten ytimien, mutta vertailukelpoinen (~50-75%, riippuen sovelluksen tyypistä). On melko harvinaista, että joissakin sovelluksissa HT vaikuttaa negatiivisesti suorituskykyä varten. Tämä johtuu tämän tekniikan sovellusten huonosta optimoinnista, kyvyttömyydestä ymmärtää, että on olemassa "virtuaalisia" säikeitä, ja lankojen tasaisen kuormituksen rajoittimien puutteesta.

TurboTehosta – erittäin hyödyllinen tekniikka, joka lisää eniten käytettyjen prosessoriytimien toimintataajuutta niiden kuormitustasosta riippuen. Se on erittäin hyödyllinen, kun sovellus ei osaa käyttää kaikkia 4 ydintä ja lataa vain yhden tai kaksi, kun taas niiden toimintataajuus kasvaa, mikä osittain kompensoi suorituskykyä. Yrityksellä on tämän tekniikan analogi AMD, on tekniikkaa Turbo ydin.

, 3 nyt! ohjeet. Suunniteltu nopeuttamaan prosessorin toimintaa multimedia tietojenkäsittely (video, musiikki, 2D/3D-grafiikka jne.) sekä nopeuttaa ohjelmien, kuten arkistointiohjelmien, kuvien ja videon työskentelyyn tarkoitettujen ohjelmien työtä (näiden ohjelmien ohjeiden tuella).

3nyt! - melko vanha tekniikka AMD, joka sisältää lisäohjeita multimediasisällön käsittelyyn SSE ensimmäinen versio.

*Erityisesti kyky suoratoistaa yhden tarkkuuden reaalilukuja.

Uusin versio on suuri plussa, ja prosessori alkaa suorittaa tiettyjä tehtäviä tehokkaammin asianmukaisella ohjelmistooptimoinnilla. Prosessorit AMD niillä on samanlaiset nimet, mutta hieman erilaiset.

* Esimerkki - SSE 4.1 (Intel) - SSE 4A (AMD).

Lisäksi nämä käskyt eivät ole identtisiä. Nämä ovat analogeja, joilla on pieniä eroja.

Cool'n'Quiet, SpeedStep CoolCore Lumottu Puoli osavaltio (C1E) JaT. d.

Nämä tekniikat pienentävät prosessorin taajuutta alhaisella kuormituksella vähentämällä kertojaa ja ydinjännitettä, poistamalla osan välimuistista käytöstä jne. Tämän ansiosta prosessori lämpenee paljon vähemmän, kuluttaa vähemmän energiaa ja tuottaa vähemmän melua. Jos virtaa tarvitaan, prosessori palaa normaalitilaansa sekunnin murto-osassa. Vakioasetuksissa Bios Ne ovat lähes aina päällä, jos halutaan, ne voidaan poistaa käytöstä mahdollisten "jäätymien" vähentämiseksi 3D-peleissä vaihdettaessa.

Jotkut näistä teknologioista säätelevät järjestelmän puhaltimien pyörimisnopeutta. Jos prosessori ei esimerkiksi tarvitse suurempaa lämmönpoistoa eikä sitä ladata, prosessorin tuulettimen nopeus laskee ( AMD Cool'n'Quiet, Intel Speed ​​​​Step).

Intelin virtualisointitekniikka Ja AMD virtualisointi.

Nämä laitteistotekniikat mahdollistavat useiden käyttöjärjestelmien käyttämisen yhtä aikaa käyttämällä erityisiä ohjelmia ilman merkittäviä suorituskyvyn menetyksiä. Sitä käytetään myös palvelimien oikeaan toimintaan, koska niihin on usein asennettu useampi kuin yksi käyttöjärjestelmä.

Suorittaa Poista käytöstä Bitti JaEi suorittaa Bitti – tekniikka, joka on suunniteltu suojaamaan tietokonetta virushyökkäyksiltä ja ohjelmistovirheiltä, ​​jotka voivat aiheuttaa järjestelmän kaatumisen puskurin ylivuoto.

Intel 64 , AMD 64 , EM 64 T – Tämän tekniikan ansiosta prosessori voi toimia sekä 32-bittisellä käyttöjärjestelmällä että 64-bittisellä arkkitehtuurilla. Järjestelmä 64-bittinen– hyötyjen näkökulmasta keskimääräiselle käyttäjälle se eroaa siinä, että tämä järjestelmä voi käyttää yli 3,25 Gt RAM-muistia. Käytä 32-bittisissä järjestelmissä b O Suurempi määrä RAM-muistia ei ole mahdollista osoitettavan muistin* rajallisen määrän vuoksi.

Useimpia 32-bittisellä arkkitehtuurilla varustettuja sovelluksia voidaan käyttää järjestelmässä, jossa on 64-bittinen käyttöjärjestelmä.

* Mitä voit tehdä, jos vuonna 1985 kukaan ei voinut edes ajatella niin jättimäisiä, tuon ajan standardien mukaan, RAM-määriä.

Lisäksi.

Muutama sana aiheesta.

Tähän kohtaan kannattaa kiinnittää erityistä huomiota. Mitä ohuempi tekninen prosessi, sitä vähemmän prosessori kuluttaa energiaa ja sen seurauksena sitä vähemmän se lämpenee. Ja muun muassa siinä on suurempi turvamarginaali ylikellotusta varten.

Mitä hienostuneempi tekninen prosessi, sitä enemmän voit "kääriä" siruksi (eikä vain) ja lisätä prosessorin ominaisuuksia. Lämmön hajaantuminen ja tehonkulutus pienenevät myös suhteessa pienempien virtahäviöiden ja ydinalan pienenemisen ansiosta. Voit huomata suuntauksen, että jokaisella saman arkkitehtuurin uudella sukupolvella uudessa teknologisessa prosessissa myös energiankulutus kasvaa, mutta näin ei ole. Valmistajat ovat vain siirtymässä kohti entistä suurempaa tuottavuutta ja ylittävät edellisen sukupolven prosessorien lämmönpoistorajan johtuen transistorien määrän kasvusta, mikä ei ole verrannollinen teknisen prosessin vähenemiseen.

Sisäänrakennettu prosessoriin.

Jos et tarvitse sisäänrakennettua videoydintä, sinun ei kannata ostaa prosessoria sen kanssa. Sinulla on vain huonompi lämmönpoisto, lisälämmitys (ei aina), huonompi ylikellotuspotentiaali (ei aina) ja liikaa maksettu raha.

Lisäksi prosessoriin sisäänrakennetut ytimet soveltuvat vain käyttöjärjestelmän lataamiseen, Internetin surffaamiseen ja videoiden katseluun (eikä minkäänlaatuisia).

Markkinatrendit ovat edelleen muuttumassa ja mahdollisuus ostaa tehokas prosessori Intel Ilman videoydintä se putoaa vähemmän ja vähemmän. Sisäänrakennetun videoytimen pakotetun käyttöönoton politiikka ilmestyi prosessorien kanssa Intel koodinimen alla Sandy Bridge, jonka tärkein innovaatio oli sisäänrakennettu ydin samaan tekniseen prosessiin. Videoydin sijaitsee yhdessä prosessorin kanssa yhdellä sirulla, eikä niin yksinkertaista kuin edellisten sukupolvien prosessoreissa Intel. Niille, jotka eivät käytä sitä, on haittoja, joita ovat prosessorin ylimaksut, lämmityslähteen siirtyminen lämmönjakokannen keskustaan ​​nähden. On kuitenkin myös etuja. Estetty videoydin, voidaan käyttää erittäin nopeaan videokoodaustekniikkaan Nopea synkronointi yhdistettynä erityisohjelmistoon, joka tukee tätä tekniikkaa. Tulevaisuudessa, Intel lupaa laajentaa mahdollisuuksia käyttää sisäänrakennettua videoydintä rinnakkaislaskentaan.

Pistorasiat prosessoreille. Alustan käyttöikä.

Intel on ankara politiikka alustoilleen. Jokaisen käyttöikä (sen prosessorin myynnin alkamis- ja päättymispäivät) ei yleensä ylitä 1,5 - 2 vuotta. Lisäksi yhtiöllä on useita rinnakkaisia ​​kehitysalustoja.

Yhtiö AMD, on päinvastainen yhteensopivuuspolitiikka. Hänen alustallaan AM 3, kaikki tulevan sukupolven prosessorit, jotka tukevat DDR3. Jopa silloin, kun alusta saavuttaa AM 3+ ja myöhemmin joko uudet prosessorit AM 3, tai uudet prosessorit ovat yhteensopivia vanhojen emolevyjen kanssa, ja lompakkoosi on mahdollista tehdä kivuttomasti päivitys vaihtamalla vain prosessori (vaihtamatta emolevyä, RAM-muistia jne.) ja vilkuttamalla emolevy. Ainoat yhteensopimattomuuden vivahteet voivat ilmetä tyyppiä vaihdettaessa, koska tarvitaan erilainen prosessoriin sisäänrakennettu muistiohjain. Yhteensopivuus on siis rajoitettu, eikä kaikki emolevyt tue sitä. Mutta yleensä budjettitietoiselle käyttäjälle tai niille, jotka eivät ole tottuneet vaihtamaan alustaa kokonaan kahden vuoden välein, prosessorin valmistajan valinta on selvä - tämä AMD.

CPU jäähdytys.

Mukana vakiona prosessori LAATIKKO-uusi jäähdytin, joka yksinkertaisesti selviää tehtävästään. Se on alumiinipala, jonka dispersioalue ei ole kovin korkea. Tehokkaat jäähdyttimet lämpöputkilla ja niihin kiinnitetyillä levyillä on suunniteltu erittäin tehokkaaseen lämmönpoistoon. Jos et halua kuulla ylimääräistä ääntä tuulettimesta, kannattaa ostaa vaihtoehtoinen, tehokkaampi jäähdytin lämpöputkilla tai suljettu tai avoin nestejäähdytysjärjestelmä. Tällaiset jäähdytysjärjestelmät tarjoavat lisäksi mahdollisuuden ylikellottaa prosessori.

Johtopäätös.

Kaikki tärkeät prosessorin suorituskykyyn ja suorituskykyyn vaikuttavat näkökohdat on otettu huomioon. Toistetaan, mihin sinun tulee kiinnittää huomiota:

• Valitse valmistaja
• Prosessorin arkkitehtuuri
• Tekninen prosessi
• CPU-taajuus
• Prosessoriytimien lukumäärä
• Prosessorin välimuistin koko ja tyyppi
• Tekniikka ja opetustuki
• Laadukas jäähdytys

Toivomme, että tämä materiaali auttaa sinua ymmärtämään ja päättämään odotuksiasi vastaavan prosessorin valinnasta.

Prosessorin piirikaavio

Ohjauslohko- ohjaa kaikkien prosessorilohkojen toimintaa.

Aritmeettinen logiikkalohko- suorittaa aritmeettisia ja loogisia laskutoimituksia.

Rekisterit- lohko tietojen ja välilaskennan tulosten tallentamiseksi - prosessorin sisäinen RAM.

Dekoodaus lohko- muuntaa tiedot binäärijärjestelmäksi.

Esihakulohko- vastaanottaa komennon laitteelta (näppäimistö, jne.) ja pyytää ohjeita järjestelmän muistista.

Tason 1 välimuisti (tai yksinkertaisesti välimuisti)- tallentaa usein käytetyt ohjeet ja tiedot.

Tason 2 välimuisti- tallentaa usein käytetyt tiedot.

Bussikortteli- palvelee tiedon syöttämiseen ja ulostuloon.

Tämä malli vastaa P6-arkkitehtuuriprosessoreja. Prosessorit Pentium Prosta Pentium III:een luotiin tällä arkkitehtuurilla. Pentium 4 -prosessorit valmistetaan käyttämällä uutta Intel® NetBurst -arkkitehtuuria. Pentium 4 -suorittimissa Level 1 -välimuisti on jaettu kahteen osaan - datavälimuistiin ja käskyvälimuistiin.

Prosessorin tekniset tiedot

Prosessorin pääominaisuudet ovat sen kellonopeus, bittisyvyys sekä 1. ja 2. tason välimuistin koko.

Taajuus on värähtelyjen määrä sekunnissa. Kellonopeus on kellojaksojen määrä sekunnissa. Kuten prosessorissa:

Kellotaajuus on toimintojen määrä, jonka prosessori voi suorittaa sekunnissa.

Nuo. Mitä enemmän operaatioita sekunnissa prosessori pystyy suorittamaan, sitä nopeammin se toimii. Esimerkiksi prosessori, jonka kellotaajuus on 40 MHz, suorittaa 40 miljoonaa toimintoa sekunnissa, taajuudella 300 MHz - 300 miljoonaa operaatiota sekunnissa, taajuudella 1 GHz - 1 miljardi operaatiota sekunnissa.

Vuoteen 2003 mennessä prosessorin kellotaajuudet saavuttivat 3 GHz.

Kellotaajuuksia on kahta tyyppiä - sisäinen ja ulkoinen.

Sisäinen kellonopeus- tämä on kellotaajuus, jolla prosessorin sisällä tapahtuu työtä.

Ulkoinen kellotaajuus tai järjestelmäväylän taajuus- Tämä on kellotaajuus, jolla tietoja vaihdetaan prosessorin ja tietokoneen RAM-muistin välillä.

Vuoteen 1992 asti prosessoreilla oli samat sisäiset ja ulkoiset taajuudet, ja vuonna 1992 Intel esitteli 80486DX2-prosessorin, jossa sisäiset ja ulkoiset taajuudet olivat erilaiset - sisäinen taajuus oli 2 kertaa suurempi kuin ulkoinen. Kahden tyyppisiä tällaisia ​​prosessoreita julkaistiin taajuuksilla 25/50 MHz ja 33/66 MHz, sitten Intel julkaisi 80486DX4-prosessorin kolminkertaisella sisäisellä taajuudella (33/100 MHz).

Siitä lähtien myös muut valmistusyritykset alkoivat valmistaa prosessoreita, joiden sisäinen taajuus on kaksinkertainen, ja IBM alkoi valmistaa prosessoreita, joiden sisäinen taajuus on kolminkertainen (25/75 MHz, 33/100 MHz ja 40/120 MHz).

Nykyaikaisissa prosessoreissa, esimerkiksi prosessorin kellotaajuudella 3 GHz, järjestelmäväylän taajuus on 800 MHz.

Prosessorin koko määräytyy sen rekisterien kapasiteetin mukaan.

Tietokone voi toimia samanaikaisesti rajoitetun tiedon kanssa. Tämä joukko riippuu sisäisten rekisterien bittisyvyydestä. Numero on tiedon tallennusyksikkö. Yhdessä työjaksossa tietokone pystyy käsittelemään rekistereihin mahtuvan määrän tietoa. Jos rekisterit voivat tallentaa 8 yksikköä tietoa, ne ovat 8-bittisiä ja prosessori on 8-bittinen, jos rekisterit ovat 16-bittisiä, prosessori on 16-bittinen jne. Mitä suurempi prosessorin kapasiteetti, sitä enemmän tietoa se pystyy käsittelemään yhdessä kellojaksossa, mikä tarkoittaa sitä nopeammin prosessori toimii.

Pentium 4 -prosessori on 32-bittinen.

Tasojen 1 ja 2 välimuistin koko vaikuttaa myös prosessorin suorituskykyyn.

Pentium III -suorittimessa on 16 kt:n tason 1 välimuisti ja 256 kt:n tason 2 välimuisti.

Pentium 4 -suorittimissa on 8 kilotavua L1-tietovälimuisti, 12 000 kertaluvun L1-käskyvälimuisti ja 512 kilotavua L2-käskyvälimuisti.

Monet nykyaikaisilla prosessoreilla varustettujen tietokoneiden omistajat huomaavat, että heidän suorittimensa kellonopeus muuttuu ajan myötä. Joskus taajuus hyppää tietyn mallin maksimiarvoon (esimerkiksi 3000 MHz:iin asti), ja joskus se laskee 1500 tai jopa 800 MHz:iin. Tällaisia ​​hyppyjä tarkkaillessaan käyttäjät ihmettelevät, miksi näin tapahtuu ja kuinka kellotaajuus korjataan maksimiarvoon.

Jos havaitset hyppyjä prosessorin kellotaajuudessa tietokoneen ollessa käyttämättömänä, tämä on aivan normaalia. Tämä on energiansäästömekanismi. Kun kuormaa ei ole, järjestelmä laskee prosessorin kerrointa, mikä johtaa prosessorin kellonopeuden laskuun. Tyypillisesti kellotaajuutta pienennetään 1500 tai 800 MHz:iin, minkä jälkeen tietokone käy tällä taajuudella, kunnes prosessori kuormittuu tuntuvasti. Kun kuorma ilmaantuu, kellotaajuus hyppää takaisin normaaliarvoonsa.

Alla on kuvakaappauksia CPU-Z-ohjelmasta. Siellä näet kuinka Intel Core i5 2310 -prosessorin taajuus hyppää 1600 MHz ja 3100 MHz välillä.

Myös CPU-Z-ohjelmassa voit tarkkailla prosessorin kertoimen muuttumista.

Kellotaajuuden pienentäminen mahdollistaa prosessorin energiankulutuksen vähentämisen, mikä puolestaan ​​vähentää merkittävästi tietokoneen kokonaisenergiankulutusta, koska prosessori on yksi nykyaikaisen tietokoneen virtaa kuluttavimpia komponentteja.

Suoran energiansäästön lisäksi tämän järjestelmän toiminnan avulla voit alentaa prosessorin lämpötilaa, mikä puolestaan ​​​​mahdollistaa pienentää tuulettimen nopeuksia ja vähentää tietokoneen tuottamaa melutasoa.

Käyttäjä voi halutessaan asettaa prosessorin kellotaajuuden maksimiarvoon. Tätä varten sinun on muokattava käyttöjärjestelmässä käytettyä virtalähdemallia. Esimerkiksi Windowsissa sinun on siirryttävä kohtaan "Ohjauspaneeli\Laitteisto ja äänet\Virtaasetukset" ja napsauttamalla "Määritä virrankäyttösuunnitelma" -linkkiä, joka sijaitsee aktiivisen järjestelmän vastapäätä.

Tämä vie sinut virrankäyttösuunnitelman lisäasetuksiin. Täällä sinun on avattava "Prosessorin virranhallinta" -osio ja määritettävä "Prosessorin vähimmäistila" -kenttään arvo 100 prosenttia.

Kun asetukset on otettu käyttöön, prosessori alkaa toimia maksimikellonopeudella.

Prosessorin kellonopeus hyppää kuormituksen alla

Kuormituksen alaisena kellotaajuus voi myös muuttua. Tässä tapauksessa tämä on Turbo Boost -tekniikan tulos. Tämä tekniikka on suunniteltu ylikellottamaan prosessori automaattisesti standardin yläpuolella oleville taajuuksille. Tällaisen automaattisen ylikellotuksen toiminta riippuu prosessorin kuormituksesta. Yksisäikeisellä kuormalla Turbo Boost saa kellotaajuudet nousemaan huomattavasti korkeammalle kuin monisäikeisellä kuormituksella, mikä voi johtaa pieniin hyppyihin prosessorin kellotaajuudessa. Esimerkiksi Core i5-2500 -prosessorin kuormituksella Turbo Boost voi muuttaa kellotaajuutta 3700 MHz:stä (yhden ytimen kuormitus) 3400 MHz:iin (kaikkien 4 ytimen kuormituksella).

Jos havaitset merkittäviä piikkejä prosessorin taajuudessa kuormituksen alaisena, kuten hyppyjä 1000 MHz tai enemmän, tämä voi olla merkki tietokoneen toimintahäiriöstä. Tässä tapauksessa kannattaa tarkistaa. Kun prosessori ylikuumenee, niin sanottu "kuristaminen" voi alkaa. Tämä on kellotaajuuden hidastaminen prosessorin lämpötilan alentamiseksi.

On huomattava, että prosessorin kuristus ei voi tapahtua vain itse prosessorin ylikuumenemisen seurauksena, vaan myös silloin, kun sen virtapiirit ylikuumenevat. Tämä voi tapahtua esimerkiksi ylikellotettaessa budjettiemolevyn prosessoria.

Kaikista prosessorin teknisistä ominaisuuksista tunnetuin käyttäjien keskuudessa on kellotaajuus. Mutta harvat ei-asiantuntijat ymmärtävät täysin, mitä se on. Tarkemmat tiedot tästä auttavat ymmärtämään paremmin tietokonejärjestelmien toimintaa. Varsinkin käytettäessä moniytimisprosessoreja, joissa on tiettyjä toimintaominaisuuksia, jotka eivät ole kaikkien tiedossa, mutta jotka tulee ottaa huomioon tietokonetta käytettäessä.

Pitkän aikaa kehittäjien pääponnistelut kohdistuivat juuri kellotaajuuden lisäämiseen. Vasta viime aikoina on ollut taipumus kehittää ja parantaa tietokonearkkitehtuuria, lisätä välimuistin määrää ja prosessoriytimien määrää. Prosessorin kellonopeus ei kuitenkaan jää huomaamatta.

Mikä tämä parametri on - prosessorin kellonopeus?

Yritetään selvittää, mikä "prosessorin kellonopeus" on. Tämä arvo kuvaa laskelmien määrää, jotka prosessori voi suorittaa yhdessä sekunnissa. Tästä johtuen prosessorilla, jolla on korkeampi kellotaajuus, on myös korkeampi suorituskyky, ts. pystyy suorittamaan suuremman määrän toimintoja tietyssä ajassa.

Useimpien nykyaikaisten prosessorien kellotaajuudet ovat 1-4 GHz. Tämä arvo määritellään perustaajuuden ja tietyn kertoimen tulona. Varsinkin prosessori Intel Core i7 920 on oma kellotaajuutensa 2660 Hz, joka saadaan 133 MHz:n perusväylän taajuuden ja kertoimen 20 ansiosta. Jotkut valmistajat valmistavat prosessoreita, jotka voidaan ylikellottaa parempaan suorituskykyyn. Esimerkiksi AMD:n Black Edition ja Intelin K-sarja. On syytä huomata, että tämän ominaisuuden tärkeydestä huolimatta se ei ole ratkaiseva tietokoneen valinnassa. Kellonopeus vaikuttaa vain osittain prosessorin suorituskykyyn.

Yksiytimiset prosessorit ovat käytännössä vaipuneet unohduksiin, ja niitä käytetään harvoin nykyaikaisissa tietokoneissa. Tämä johtuu IT-alan kehityksestä, jonka edistyminen ei lakkaa hämmästyttämästä. Asiantuntijoidenkin keskuudessa voi joskus kohdata väärinkäsityksen kahden tai useamman ytimen prosessorin kellonopeuden laskemisesta. Yleinen väärinkäsitys on, että kellonopeus on kerrottava ytimien lukumäärällä. Esimerkiksi 4-ytiminen prosessori, jonka kellotaajuus on 3 GHz, saa integroidun taajuuden 12 GHz, ts. 4x3=12. Mutta tämä ei ole totta.

Selitetään tämä yksinkertaisella esimerkillä. Otetaan jalankulkija, joka kävelee nopeudella 4 km/h - tämä on yksiytiminen prosessori, jonka taajuus on 4 GHz. 4-ytiminen prosessori, jonka kellotaajuus on 4 GHz, on jo 4 jalankulkijaa kävelemässä samalla 4 km/h nopeudella. Tässä tapauksessa jalankulkijoiden nopeutta ei todellakaan lasketa yhteen, emmekä voi sanoa, että he liikkuvat 16 km/h nopeudella. Puhumme yksinkertaisesti neljästä jalankulkijasta, jotka kävelevät yhdessä 4 km/h nopeudella kukin. Samaa analogiaa voidaan soveltaa moniytimiseen prosessoriin. Siten voimme sanoa, että 4-ytimisessä prosessorissa, jonka kellotaajuus on 4 GHz, on yksinkertaisesti neljä ydintä, joista jokaisella on sama taajuus - 4 GHz. Tästä seuraa yksinkertainen ja looginen johtopäätös: prosessoriytimien määrä vaikuttaa vain sen suorituskykyyn, eikä lisää tietokonelaitteen kokonaiskellotaajuutta.

Historiallisesti prosessorin kellotaajuus on tietokoneen nopeuden pääindikaattori, ja joskus jopa kouluttamaton henkilö, joka ei tiennyt, miten optinen levy eroaa levykkeestä, saattoi varmuudella sanoa, että mitä enemmän gigahertsejä koneessa , sen parempi, enkä ketään haluaisi, en kiistellyt hänen kanssaan. Nykyään, keskellä tietokoneaikaa, tällainen muoti on ohi, ja kehittäjät yrittävät siirtyä kohti kehittyneempää arkkitehtuuria, lisäämällä välimuistin määrää ja prosessoriytimien määrää, mutta kellonopeus on "kuningatar". ” ominaisuuksista. Yleisesti ottaen tämä on niiden perustoimintojen (jaksojen) lukumäärä, jotka prosessori voi suorittaa sekunnissa.

Tästä seuraa, että mitä suurempi prosessorin kellonopeus on, sitä enemmän perustoimintoja tietokone pystyy suorittamaan, ja näin ollen sitä nopeammin se toimii.

Kehittyneiden prosessorien kellotaajuus vaihtelee kahdesta neljään gigahertsiin. Se määritetään kertomalla prosessorin väylätaajuus tietyllä tekijällä. Esimerkiksi Core i7 käyttää x20-kerrointa ja sen väylätaajuus on 133 MHz, jolloin prosessorin kellotaajuus on 2660 MHz.

Moderni ja ydin

Huolimatta siitä, että "moniytiminen" oli aiemmin uutuus, nykyään markkinoilla ei ole käytännössä yhtään yksiytimistä prosessoreita. Eikä tässä ole mitään yllättävää, koska tietokoneteollisuus ei pysy paikallaan.

Siksi sinun tulee ymmärtää selvästi, kuinka kellonopeus lasketaan prosessoreille, joissa on kaksi tai useampi ydin.

On syytä sanoa, että tällaisten prosessorien taajuuden laskemisesta on yleinen väärinkäsitys. Esimerkiksi: "Minulla on kaksiytiminen prosessori, jonka kellotaajuus on 1,8 GHz, joten sen kokonaistaajuus on 2 x 1,8 GHz = 3,6 GHz, eikö niin?" Ei, se on väärin. Valitettavasti ytimien määrä ei vaikuta millään tavalla lopulliseen kellonopeuteen, jos prosessori toimi 3 GHz:n nopeudella, se toimii niin, mutta suuremmalla määrällä ytimiä sen resurssit kasvavat, ja tämä; , puolestaan ​​lisää suorituskykyä huomattavasti.

Emme myöskään saa unohtaa, että välimuistin määrä on erityisen tärkeä nykyaikaiselle prosessorille. Tämä on nopein tietokoneen muisti, joka kopioi työtiedot, jotka edellyttävät nopeampaa pääsyä tietyllä hetkellä.

Koska tämä on erittäin kallista ja työvoimavaltaista valmistaa, sen arvot ovat suhteellisen pieniä, mutta nämä indikaattorit riittävät lisäämään koko järjestelmän suorituskykyä muuttamatta parametreja, kuten kellonopeutta.

Prosessorin maksimi kellonopeus ja ylikellotus

Riippumatta siitä, kuinka hyvä tietokoneesi on, se joskus vanhenee. Mutta älä kiirehdi heittämään sitä roskakoriin ja juokse lähimpään elektroniikkaliikkeeseen avoimella lompakolla. Useimmat nykyaikaiset prosessorit ja näytönohjaimet tarjoavat (tehtaan lisäksi) ylikellotuksen, ja hyvällä jäähdytysjärjestelmällä voit nostaa nimellistaajuustasoa 200-300 GHz. Extreme-urheilun harrastajille ja suurten numeroiden ystäville on tarjolla myös "ylikellotus", joka kannustaa puristamaan varusteistasi maksimin. Monet tällaiseen vaaralliseen työhön osallistuvat ihmiset voivat helposti ylikellottaa yksiytimisen prosessorin 6-7 GHz:iin, ja jotkut jopa saavuttavat ennätyksen 8,2 GHz:iin.