Что означает тактовая частота процессора

Что означает тактовая частота процессора

Частота процессора – это величина, определяющая, как часто на центральный процессор (ЦП) приходят тактовые импульсы, синхронизирующие его работу. Многих пользователей интересует вопрос – в чем измеряется частота. Она измеряется в герцах, или количестве изменений состояния тактового входа ЦП в секунду. Фактически измерение частоты используют преимущественно для определения производительности системы.

Важно! Если частота ЦП составляет, например 3 ГГц, это вовсе не значит, что он выполняет три миллиарда команд в секунду. Каждая команда может выполняться несколько тактов.

Все современные центральные процессоры (ЦП) работают по следующей схеме: каждое действие в них происходит поэтапно, с приходом на специальный вход ПЦ (обычно обозначаемый CLK – от слова clock) очередного импульса. Каждый импульс называется тактом. Несколько тактов составляют так называемый «машинный цикл» — минимальное время между обращением процессора к памяти, необходимым для считывания команды.

Работа ЦП состоит в чтении команды и её выполнении. В среднем на один машинный цикл уходит около трёх тактов и ещё несколько тактов уходит на исполнение команды. В системе команд семейств х86 или х64 длительность команд может достигать от 3 до 30 тактов. Кроме того, в работе ЦП также присутствуют такты простоя.

То есть, фактическое быстродействие (число команд исполняемых ЦП в секунду) хоть и зависит от частоты, но не равно ей.

В данной статье будет рассмотрено, как узнать тактовую частоту, как проверить её на соответствие штатной величине, и как изменить значения частоты процессора.

Описание тактовой частоты процессора

Фактически частота ЦП, на которой он работает, является величиной, зависящей от двух важных параметров:

  • скорости работы системной шины (front side bus или FSB);
  • величина множителя, применяемого в ЦП в настоящее время.

Итоговая величина получается умножением одного параметра на другой. То есть каждый параметр может влиять общую частоту. Например, у процессоров Intel Core i7-4700 значение FSB равно 100 МГц, а множитель может меняться от 23 до 23 в зависимости от режима работы ЦП. Что соответствует реальному значению тактовой частоты процессора от 2300 МГц до 3300 МГц.

Обозначение и измерение частоты процессора

Частота обозначается на корпусе процессора или в его документации. Сразу следует отметить, что в этих местах указывается её штатная величина для ЦП. Измерение её реального показателя для ЦП может производиться либо средствами операционной системы, либо при помощи сторонних программ.

Влияние показателя

Частота является базовой величиной, влияющей на производительность компьютерной системы в целом. Это один из основных параметров, определяющий быстродействие ПК. Влияние других параметров (числа ядер, объёма кэш памяти и т.д.) проявляется не более, чем в 20% случаев.

Фактически для увеличения производительности системы можно попытаться увеличить значение тактовой частоты ЦП в тех пределах, которые будет позволять аппаратная часть компьютера.

Определение штатной и действующей частоты процессора

Штатная частота – это такое её значение, при котором ЦП работает в номинальном режиме с расчётным быстродействием и его тепловыделение не превышает максимально допустимого значения.

Помимо штатной величины оперируют понятием действующей частоты. Это просто то её значение, с которым ЦП работает в настоящее время. Она может быть выше штатной (например, для игр нужна максимальное быстродействие, чтобы обеспечить наибольшую производительность графической подсистемы) или же заниженной, когда ПК находится в режиме покоя.

Посмотреть значения штатной и действующей частоты можно стандартными средствами, встроенными в Windows 7 или Windows 10. Даже минимальный диагностический функционал, установленный на этих системах, позволяет находить эти параметры. Операционные системы способны находить практически все существующие ЦП в базе данных и выводить их штатную величину (в свойствах системы), а также определять действующую (в диспетчере задач).

Читайте также:  Почему в скайпе не работает видеозвонок

Кроме того, определить все перечисленные параметры можно при помощи любой сторонней программы диагностики, например:

Перечисленные программы способны определять как действующее, так и штатное значение. Кроме того, штатную величину можно узнать, посмотрев BIOS ПК в разделе CPU Info или CPU Clock Settings.

Внимание! Частота может быть легко изменяема в биосе. Собственно, практически весь разгон ЦП с тонкой настройкой его параметров корректно можно реализовать исключительно через BIOS.

Как узнать изменить частоту процессора

Вопрос, как узнать частоту ЦП, фактически уже рассмотрен. Даже обычные средства Windows позволяют делать это без каких бы то ни было проблем. Однако, большинство пользователей волнуют более насущные вопросы: им нужно выжать из своих ПК максимум производительности.

Поэтому работа в режиме «турбо» у большинства ПК давно уже стала практически штатным режимом. Работа современных систем охлаждения позволяет без особых проблем увеличивать значение частоты на 20-30% от штатной, при этом не опасаясь за судьбу своего ЦП. Именно поэтому многие пользователи увеличивают быстродействие своих ЦП всеми доступными методами: от изменений планов быстродействия и электропитания до аппаратного разгона процессора.

Рассмотрим, как увеличить тактовую частоту ЦП. Поскольку её итоговое значение получается в виде произведения величины FSB на множитель, есть два пути: увеличение FSB, либо увеличение множителя.

Однако, оба имеют свои ограничения. Величина множителя изначально заблокирована производителем на каком-то уровне, незначительно превышающем максимальное значение. Например, множители у упомянутого выше i7-4700 имеют следующие значение:

  1. штатный – 23;
  2. минимальный – 6;
  3. турбо – 33;
  4. максимальный – 35.

То есть, максимальное значение частоты, с которой может работать данный ЦП, составляет 3500 МГц, однако, производитель приводит не эту величину, а немного меньшую (3300 МГц), то есть максимальный разгон данного процессора по множителю составит всего лишь 6%.

Внимание! Существуют серии процессоров «для энтузиастов», у которых верхнее значение множителя разблокировано, то есть способно принимать, в принципе, любые значения. Подобные ЦП обозначаются индексом «К» или «Х».

Ограничение по FSB обусловлено не только физическими процессами в ЦП, но и поведением материнки и всего остального «обвеса»: памяти, видеокарты, USB и т.д., поскольку каждое из этих устройств также ориентируется на работу, с которой работает FSB.

Реальный рост скорости ЦП при увеличении FSB может доходить до 50%. Однако, это экстремальные случаи, требующие не только экстремальных систем охлаждения, но и настройки задержек в работе всех перечисленных устройств. Выигрыш быстродействия здесь получится только в том случае, если эти задержки не будут влиять на производительность.

Непосредственно само увеличение частоты процессора может быть осуществлено несколькими методами:

  • «мягкими» программными – при помощи изменения плана электропитания процессора (обычно, при этом меняется только множитель и все процессы по изменению частоты происходят автоматически);
  • «жёсткими» программными – при помощи специальных программ по тонкой настройке ЦП, работающим под Windows; например, MS Afterburner и ему подобные;
  • аппаратными – разгон процессора при помощи настроек BIOS.

Последний способ наиболее предпочтителен, поскольку именно он позволяет управлять и FSB и множителем. Кроме того, данное решение даёт возможность увеличивать напряжение питания ЦП, если разгон при обычном способе не приносит результата. При этом пользуются простым правилом: постепенно увеличивают FSB на 2-3% и следят за стабильностью системы. Если система не даёт сбоев, переходят на повышенную частоту, если сбои есть, повышают напряжение.

Читайте также:  Тихий звук в наушниках iphone

Увеличение частоты прекращают на последнем её стабильном значении, при котором повышение напряжения не опасно для ЦП (не более +10% от номинального значения).

Решение вопроса, как уменьшить частоту, состоит в противоположных действиях: обычно при этом убирается весь разгон, а ПК переводится на план электропитания, имеющий минимальное энергопотребление. При этом система сама понизит частоту ЦП до нужных значений.

Зависимость частоты процессора от количества ядер

Фактически число или количество ядер на частоту никакого влияния не оказывает. Однако, есть некоторые особенности работы многоядерных систем, связанные с этим. Вообще-то изначально многоядерность планировалась, как дальнейшее достижение всё большей производительности. Но со временем стало понятно, что быстродействие современных ЦП в тривиальных задачах и так более, чем достаточное.

И на первое место в большем количестве задач стали выходить не сколько вопросы производительности, сколько вопросы энергосбережения. Последние требовали снижения частоты, поскольку, как показала практика, чаще снизить частоту выгоднее, чем поддерживать её в каком-то постоянном значении.

До 2015 года все многоядерные ЦП имели единые значения скорости работы для каждого ядра. И только появление в 2015 году семейства Skylake позволило устанавливать для каждого ядра своё быстродействие. Для всех последующих поколений (шестое и более поздние) понижать или повышать частоты можно для каждого ядра в отдельности. Методы, как понизить частоту или повысить её для каждого ядра в отдельности, такие же, как и для процессора в целом. Современные твикеры позволяют вести тонкую настройку частоты каждого ядра.

То есть теперь вопрос, что важнее: скорость или потребление решается уже на уровне ядра.

Способы изменения частоты процессора на ПК и ноутбуке

На ноутбуке способов изменения частоты, связанных со встроенным функционалом (BIOS и т.д.) относительно немного, поскольку производители сознательно «огораживают» своих пользователей от всех потенциально опасных действий. В этом есть своя логика, поскольку ноуты являются персоналками, работающими практически на пределе своих способностей и неизвестно, как они себя поведут при нарушении в них баланса тепловыделения и теплоотвода.

Какая частота для ноутбука является штатной, можно узнать из его описания, но какая будет максимальной, скорее всего, определять придётся самостоятельно, поскольку ориентироваться на опыт других пользователей в этом вопросе, мягко говоря, не стоит. Дело в том, что в силу особенностей дизайна ноутов даже незначительные изменения в конструкции могут оказать существенное влияние на его охлаждение. А зачастую и даже изделия из одной партии ведут себя в одних и тех же задачах совершенно по-разному.

Поэтому, решая вопрос, как поднять частоту на ноуте, следует очень внимательно следить за его состоянием, поскольку сложность настроек параметров тепловой безопасности такого типа персоналок может сыграть с пользователем злую шутку. Например, можно настроить ноут на минимальную интенсивность системы охлаждения, но при этом при помощи твикера дать ему разгон на процессор. Как при этом он себя поведёт – неизвестно. Если отключится – хорошо. А если нет?

В любом случае, экспериментируя с FSB или множителем ЦП ноутбука, следует пользоваться только программами-твикерами, разработанными исключительно производителями ноута. Стороннее программное обеспечение лучше не использовать.

Читайте также:  Создание сервера на python

Увлекательный блог увлеченного айтишника

Когда приобретаешь или собираешь настольный компьютер, то можно выяснить, что одной из самый дорогих деталей будет процессор. Процессор — это электронный блок или схема, которая исполняет машинные инструкции, а также одна из главных частей аппаратного обеспечения компьютера.

Процессор имеет множество различных параметров, один из которых называется тактовой частотой. Что это такое?

Тактовая частота процессора — это частота синхронизирующих импульсов синхронной электронной схемы, которые поступают из вне на вход схемы за одну секунду. Иными словами, это то количество операций, которое выполняется процессором за одну секунду. При этом этом важно не забывать, что процессоры с одной тактовой частотой могут иметь различную производительность, поэтому для выполнения одной операции различным системам требуется разное количество тактов.

Тактовая частота измеряется в единицах частоты — мегагерцах и гигагерцах.

Считается, что чем выше величина тактовой частоты процессора, тем производительнее сам процессор. Отчасти это верно, но лишь для моделей в одной линейке производителя. Ведь на производительность процессора оказывают влияние и другие характеристики, например, частота шины или размер кэша. Некоторые производители позволяют «разгонять» тактовую частоту процессора.

Кстати, интересный момент. Как вы знаете, одноядерные процессоры сегодня встречаются не так уж часто, их место заменили многоядерные процессоры. Впрочем, это не удивительно, но не об этом речь. Многие спрашивают, как рассчитывается тактовая частота многоядерных процессоров? Некоторые пользователи считают, что достаточно умножить тактовую частоту на количество ядер процессора. То есть если 8-ядерный процессор имеет частоту в 3Ггц, то нужно умножить 8 на 3 и получим частоту аж в 24 ГГц. На деле этот подсчет не имеет ничего общего с действительностью.

Что бы понять сам принцип высчитывания тактовой частоты, нужно рассмотреть простой пример. Допустим, у нас есть автомобиль, который развивает 200 км в час (то бишь одноядерный процессор). Если мы возьмем 4 таких автомобиля (4-ядерный процессор), то как бы мы не тужились, разогнать эти автомобили до скорости в 800 км в час мы не сможем ни при каком желании. Так же и с тактовой частотой — если она составляет 3 ГГц, то 4-ядерный процессор имеет частоту в те же 3 ГГц.

Что значит частота процессора?

Это — тактовая частота процессора (Core Speed).

Тактовая частота — это количество тактов (операций) процессора в секунду.
Тактовая частота процессора пропорциональна частоте шины.
Как правило, чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность.

Но подобное сравнение уместно только для моделей одной линейки, поскольку, помимо частоты, на производительность процессора влияют такие параметры, как размер кэша второго уровня (L2), наличие и частота кэша третьего уровня (L3), наличие специальных инструкций и другие.

Тактовая частота:
— определяется временем между активными переходами сигнала с одного значения на другое;
— измеряется в герцах, определяющих число активных переходов в секунду.

Тактовая частота характеризует производительность подсистемы (процессора, памяти и пр.), то есть количество выполняемых операций в секунду.

Однако, системы с одной и той же тактовой частотой могут иметь различную производительность, так как на выполнение одной операции разным системам может требоваться различное количество тактов (обычно от долей такта до десятков тактов), а кроме того, системы, использующие конвейерную и параллельную обработку, могут на одних и тех же тактах выполнять одновременно несколько операций.

Ссылка на основную публикацию
Что значит спящий режим компьютера
В операционной системе Windows есть несколько режимов выключения компьютера – это обыкновенный режим, (который полностью выключает PC), режим гибернации и...
Чем открыть файл с расширением dat
После установки каких-нибудь программ, получения почты при помощи почтовых клиентов, на компьютере создаются .dat файлы. Чаще всего они почти не...
Чем отличается frontend от backend
Переводы , 13 апреля 2017 в 19:58 Мая Устинова Вы наверняка уже слышали эти модные в сфере программирования слова «фронтенд»...
Что значит сторнировать документ
Сто́рно (итал. storno — перевод на другой счёт, отвод; от stornare — поворачивать обратно) — в общем смысле возврат к...
Adblock detector