Для чего нужна тактовая частота. Современные процессоры: кэш-память и ядра. Что же нам даёт многоядерность

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 , 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.

В наше время идти в ногу с компьютерными технологиями очень сложно, так как их развитие происходит очень быстро. Вы и не заметите, как компьютер, казалось бы, недавно приобретенный и еще не использовавший даже половины своих ресурсов уже морально устарел. Соответственно, падает производительность компьютера и системные требования уже не соответствуют современным играм и программным продуктам.

Как же действовать, поступать в таких случаях? Приобретать новый системный блок или достаточно будет заменить часть деталей?

Конкретного ответа на этот вопрос вы не найдете, так как каждый случай индивидуален. Где-то достаточно сменить пару комплектующих, а где-то перебрать весь блок, что равноценно приобретению нового.

Для начала определите «слабое звено». Очень важно сделать это правильно, ведь от этого зависят ваши затраты. Скорее всего, его замена и повлияет на характеристики вашего компьютера, повысит его работоспособность и более-менее приблизит к современному уровню.

Выбор подходящего процессора

Чаще всего обновлять персональный компьютер начинают с замены центрального процессора. На вид это небольшая микросхема, которая содержит в себе миллион транзисторов, крепится в разъем материнской платы, именуемый сокетом. Именно это устройство играет очень важную роль. От характеристик процессора зависит производительность всей системы, поскольку он, в первую очередь, отвечает за анализ данных, скорость их обработки.

Замена центрального процессора - ответственный шаг, и, прежде чем на него решиться, хорошо все обдумайте. Изучите подробно характеристики, по которым различаются процессоры. Особое внимание обратите на разъем материнской платы, куда вставляется процессор. Он предназначен только для конкретного типа процессоров. Обновляя свой персональный компьютер посредством замены процессора, прочитайте инструкцию к материнской плате; в ней должны быть описаны модификации, которые она поддерживает. Так же не помешает консультация со специалистом.

Основные характеристики процессора

После того, как вы определили тип процессора, обратите внимание на ряд основных характеристик, отвечающих за производительность. К ним относится количество ядер, тактовая частота, размеры кэша, частота шины и другие показатели.

Давайте разберем данные параметры подробно.

Сегодня число ядер процессора может варьироваться от двух до восьми. Соответственно, чем больше ядер, тем лучше производительность всей системы. При равных прочих параметрах и условиях процессор с меньшим количеством ядер всегда будет уступать.

Такой параметр как тактовая частота влияет на показатель скорости, с которой выполняются процессором вычислительные операции. Единицей измерения является герц (Гц). Чем больше показатель тактовой частоты, тем мощнее процессор. Среднее значение данного параметра для настольных персональных компьютеров находится в промежутке от 2 до 4 гигагерц. Для ноутбуков применяют процессоры с меньшим показателем тактовой частоты, начиная от 1.2 гигагерц. Они не такие мощные, но зато более мобильные. Текущее значение тактовой частоты вы можете посмотреть в панели управления компьютера, зайдя во вкладку система.

Важным элементом является системная шина . Она служит для связи процессора с северным мостом, то есть, по сути, это канал для передачи информации к процессору и обратно. Показатель частоты системной шины влияет на обмен информацией между процессором и различными узлами персонального компьютера: устройствами материнской платы, оперативной памятью, видеопроцессором и другими. Чем больше частота, тем с большей скоростью передаются данные. Единица измерения - мегагерц (МГц). Соответственно, приоритетнее те процессоры, которые поддерживают наиболее высокий показатель частоты, обычно около 1333 мегагерц и выше.

Определяясь с характеристиками процессора, важно знать тип оперативной памяти , установленной именно на вашем компьютере. Существует DDR2, DDR3. Этот параметр важен по той причине, что для достижения максимальной производительности материнская плата тоже должна поддерживать значение тактовой частоты оперативной памяти. Если у вас оперативная память, например, DDR2 с поддержкой частоты шины в 1066 мегагерц, а системная плата воспринимает память только с максимальной частотой в 800 мегагерц, то передача данных к оперативной памяти и обратно будет производиться на частоте именно системной платы.

Следующий параметр - кэш центрального процессора . Необходим для временного хранения ключевых программных данных. Единица измерения - килобайт (КБ) и мегабайт (МБ). От объема кэша зависит количество информации, которая может в нем поместиться, соответственно, чем больше объем, тем меньше времени потребуется для транспортировки данных из оперативной памяти. Этот показатель напрямую влияет на производительность компьютера. Проще говоря, кэш увеличивает личную память процессора, тем самым сокращая количество обращений к системной памяти. При выборе нового процессора уточните у консультанта объемы его кэша (на всех уровнях).

Ценовой диапазон процессоров достаточно обширен. Значение цены зависит как от характеристик, так и от фирмы производителя.

Но не всегда стоит увлекаться процессом поиска наивысших значений частоты и объема кэша. Трезво оцените цели, для которых вы модернизируете компьютер. Это поможет вам сэкономить, ведь для стандартных офисных программ и работы в интернете достаточно средних показателей производительности. Если же речь идет о компьютерных играх последнего поколения или о работе с графическими приложениями, то здесь уже необходим процессор с максимальными значениями тактовой частоты, частоты системной шины, трехуровневым кэшем.

Итак, вы определились с целями, подобрали процессор с нужными характеристиками. Не торопитесь его приобретать! Еще раз напоминаем, уточните у консультанта или на сайте производителя, подойдет ли он по разъему именно к вашей материнской плате и будет ли их совместная работа корректной. Часто необходимо обновление BIOSа.

Не забывайте при модернизации компьютера учитывать его общую конфигурацию, ведь наилучшая производительность достигается от работы системы, а не отдельной детали. Например, вы приобрели достаточно мощный процессор, но вы не добьетесь желаемых результатов, имея малый объем оперативной памяти, слабую сетевую или видеокарту, и наоборот. Поэтому задумайтесь, достигните ли вы высокой скорости обработки данных приобретя дорогостоящий процессор или рациональнее просто заменить старый системные блок на современный.

Готовимся к замене процессора

Если проведя анализ характеристик вашего компьютера, вы пришли к выводу необходимости смены процессора, серьезно отнеслись к его подбору и учли все необходимые нюансы, можно переходить к следующему этапу.

Для начала требуется обесточить системный блок, то есть выключит его из розетки. Далее аккуратно «раздеть», сняв обе крышки, возможно, для этого вам потребуется отвертка. Наверняка данную процедуру ранее вы не проделывали, поэтому первое, что бросится в глаза, - огромное количество пыли. От нее необходимо избавиться с помощью влажной тряпки или пылесоса.

Внимательно изучите ваш новый процессор и все, что к нему прилагается. Обычно стандартная BOX комплектация включает в себя, помимо процессора, заводскую систему охлаждения. К ней относится радиатор и кулер (вентилятор). Это очень удобно, так как детали подобраны производителем для возможности максимального охлаждения.

Приобретая процессор в OEM комплектации, вы сэкономите 300-400 рублей, но сразу появляются дополнительные затраты на охлаждение, да и к тому же могут возникнуть проблемы с установкой. Не стоит крепить к новому процессору систему охлаждения от старого. Замена вентилятора необходима, даже если возраст его предшественника менее года. Так же придется раскошелиться на термопасту, необходимую для обработки поверхности радиатора с целью его безопасной эксплуатации. В любом случае, система охлаждения является неотъемлемой частью, ведь она увеличит срок работоспособности процессора.

Ну вот, теперь вы готовы к установке нового процессора, однако мы еще не избавились от старого. Сначала оцените рабочее пространство. Для обеспечения лучшей видимости и доступности к деталям отсоедините центральный вентилятор, видеокарту и шлейфы, если в этом есть необходимость. Далее извлеките радиатор из креплений материнской платы, избавьтесь от старого кулера. Процессор освобожден. Аккуратно выньте его из сокета. Процедуру избавления от пыли необходимо повторить, но теперь уже именно для разъема, используя мягкую кисть или механизм продувки.

Последовальность замены процессора

Подготовительный этап пройден, приступаем непосредственно к установке. Освободите новый процессор от защитной упаковки. Не торопитесь быстрее «воткнуть» его в разъем, здесь важно совместить указатели. Внимательно присмотритесь, и вы заметите метку В на процессоре, которую необходимо совместить с меткой С на разъеме. В противном случае, возможно повреждение ножек процессора, а иногда и полной гибелью устройства. Если вы боитесь брать на себя такую ответственность, вызовите мастера, это, конечно, снова затраты, но зато есть гарантия. После установки центрального процессора в разъем не забудьте закрыть замки гнезда.

Если в приобретенном вами комплекте имеется радиатор, то поверхность стенки соприкосновения с процессором уже обработана термопастой. Если же радиатор приобретался отдельно, процедуру нанесения термопасты придется выполнить самостоятельно, заранее позаботившись о ее наличии.

Как только процессор установлен и закреплен в разъеме, переходим к установке радиатора и кулера.

Определив все комплектующие системного блока по своим местам, подключите их. Прикрутите или защелкните ранее снятые крышки системного блока, включите его. При необходимости обновите настройки BIOS. Поздравляем, ваш компьютер обновлен!

Тактовая частота процессора ― это количество колебаний за определенный промежуток времени (в данном случае ― за секунду). Если говорить о персональном компьютере, то для него это показатель количества операций, которые может выполнять процессор за 1 секунду. Помните: чем больше показатель тактовой частоты, тем выше производительность компьютера.

Какие существуют разновидности

Это интересно! Единица измерения частоты именуется «герц», а названа она в честь легендарного немецкого ученого-физика Генриха Рудольфа Герца, который в 1885 году провел уникальный эксперимент в подтверждение правильности электромагнитной теории. Ученый доказал, что свет ― это разновидность электромагнитного излучения, которое распространяется в виде специальных волн.

Специалисты выделяют 2 разновидности тактовой частоты.

1. Внешняя (влияет на обмен данными между платой оперативной памяти и процессором).
2. Внутренняя (влияет на правильность и быстроту работы внутри процессора).

Интересен и тот факт, что до 1992 года эти два показателя, как правило, совпадали, и только в результате внедрения новых технологий специалистами известной компании Intel внутренняя частота была увеличена в 2 раза по сравнению с внешней. Примером такого достижения стал уникальный на то время процессор 80486DX2. Производитель представил общественности 2 вида такого процессора: один ― менее мощный (25/50 МГц), другой ― с большей производительностью (33/66 МГц). Это изобретение дало серьезный толчок, в том числе и для других производителей, и они начали активно разрабатывать и выпускать процессоры с заметно большей мощностью.

Стоит обратить внимание и на такой важный момент: тактовая частота процессора ― это не единственный критерий оценки быстродействия и производительности компьютера . Нужно учитывать также объем кэш-памяти и . В некоторых процессорах последнего поколения используется специальная система , отвечающая за автоматическое увеличение тактовой частоты ядер процессора. Итак, если вы активный геймер и не представляете своей жизни без ежедневного погружения в увлекательный мир сложных, как по сюжету, так и по графике, игр, то вам нужен . А вот для классической офисной работы подойдет и современный ПК .

Как образуется тактовая частота?

Как известно, тактовые колебания образуются в результате действия кристалла кварца, находящегося в специальном контейнере. Данное устройство носит название «тактовый резонатор». Кристалл начинает работать только после подачи напряжения и образования колебания электротока. Далее эти колебания подаются на тактовый генератор, вследствие чего происходит преобразование колебаний электротока в импульсы, и они уже передаются на шины данных.

Помните, что именно тактовый генератор отвечает за нужный такт функционирования всех компонентов ПК, включая шины, оперативную память и, конечно же, центральный процессор. Если тактовый генератор работает правильно, все компоненты также будут функционировать максимально синхронно и слаженно .
Существует и такое понятие, как период тактовой частоты.

Период тактовой частоты - это минимальная единица, посредством которой измеряется время работы процессора.

Увеличение частоты путем разгона

Взаимодействуя с платой оперативной памяти, процессор обычно тратит больше одного такта. Этот показатель может быть увеличен искусственно, то есть в результате так называемого « », но, выбрав такой путь, нужно знать о некоторых ограничениях:

• процессор начинает потреблять заметно большее количество энергии , и с этим моментом может не справиться установленный и эксплуатируемый блок питания, поэтому стоит приобрести более эффективную модель;
• в результате «разгона» увеличивается количество отдаваемой энергии кристаллом, то есть и он, и другие комплектующие будут нагреваться быстрее (справиться с последствиями перегрева поможет только эффективная система охлаждения);
• если увеличивается объем подаваемой электроэнергии, обязательно возникают электромагнитные помехи , в частности, в работе шин данных (это может привести к уменьшению количества передаваемых данных).

Как узнать частоту процессора своего компьютера?

Есть четыре основных способа узнать тактовую частоту и таким образом определить производительность ПК:

1. Посмотреть документацию, предоставленную производителем вместе с компьютером или ноутбуком. В техническом паспорте обязательно указывается тип процессора и его тактовая частота. Если же возле указанной модели процессора нет надписи относительно тактовой частоты, ее можно узнать, введя в строку поиска любой поисковой системы название процессора, модель ноутбука и т.д.
2. Узнать тактовую частоту можно, ознакомившись со свойствами системы ПК. Что для этого нужно сделать? Во-первых, зайти в «Панель управления»; во-вторых, перейти в раздел «Свойства системы» . В данном разделе отображаются показатели производительности компьютера, включая тактовую частоту.
3. Воспользоваться возможностями , зайти в который можно, следуя некоторым несложным правилам (для персональных компьютеров они одни, для ноутбуков ― другие). Главное, до начала загрузки системы нажать одну «волшебную» кнопочку (например, Del, Esc или F12).
4. Установить на свой компьютер утилиту CPU-Z, которая является абсолютно бесплатной, а ее основное назначение ― помочь пользователю узнать всю необхо димую информацию о процессоре, включая его производительность и тактовую частоту.

Итак, вы уже знаете, что представляет собой тактовая частота персонального компьютера или ноутбука, какое значение эти показатели имеют для быстроты работы техники, умеете определять частоту, и мы надеемся, что эта информация поможет вам стать еще более профессиональным и успешным пользователем ПК.

Каждый пользователь компьютерной техники не редко задавался этим вопросом, особенно решив приобрести, новое оборудование. Но для того чтобы ответить на вопрос — тактовая частота процессора на что же она влияет, необходимо в первую очередь понять, что собой она представляет?

ВЛИЯНИЕ ТАКТОВОЙ частоты процессора на производительность?

Этот показатель говорит о количестве производимых процессором вычислений в одну секунду. Ну и естественно, что чем выше частота, тем больше операций в единицу времени может произвести процессор. У современных устройств этот показатель находится в пределах от 1 до 4 ГГц. Определяется он путем умножения базовой или внешней частоты на определенный коэффициент. Увеличить частоту процессора можно путем его «разгона». Мировые лидеры по производству этих устройств некоторые свои изделия ориентируют на возможный их разгон.

При выборе такого устройства важным показателем производительности является не только его частота. На это влияет также ядреность процессора.
В настоящее время практически не осталось таких устройств, которые имеют только одно ядро. Многоядерные процессоры полностью вытеснили с рынка своих одноядерных предшественников.

О ядерности и тактовой частоте

Начнем с того, что утверждение, что процессор имеет частоту равную общей суме этого показателя каждого из ядер не верное. Но почему многоядерный процессор лучше и эффективнее? Потому, что каждое из ядер производит свою часть общей работы, если это позволяет, обрабатывая процессором программа. Таким образом, ядреность значительно увеличивает производительность системы, в том случае если обрабатываемую информацию можно разделить на части. Но если это сделать невозможно, работает только одно ядро процессора. При этом общая его производительность равна тактовой частоте этого ядра.

В общем, если вам предстоит работа с графикой, статическим изображением, видео, музыкой многоядерный процессор как раз то, что необходимо. Но если вы игроман, то в этом случае лучше брать не сильно многоядерный процессор, потому что программисты могут и не предусматривать разделение программных процессов на части. Поэтому, для игр более мощный процессор подойдет лучше.

Об архитектуре процессора

Кроме этого, производительность системы зависит и от архитектуры процессора. Естественно, что чем короче путь сигнала от точки отправки до точки назначения, тем быстрее производится обработка информации. По этой причине процессоры от компании Intel работают лучше, чем от фирмы AMD, при одинаковой тактовой частоте.
Итоги

Таким образом, тактовая частота процессора — это его сила или мощь. Она влияет на производительность системы. Но при этом необходимо не забывать что этот параметр, кроме мощности, зависит от количества ядер и от архитектуры этого устройства. Выбирать процессор необходимо с учетом того, с чем ему в будущем нужно будет работать? Для игр лучше брать процессор помощнее, для всего остального подойдет многоядерный процессор с не очень большой тактовой частотой.

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.

Cодержание:

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 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 .

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.