Чем выше тактовая частота. Базовая частота процессора и как это работает

Вам понадобится

• Компьютер, процессор, навыки по работе с BIOS, знание английского языка в объеме, достаточном для чтения инструкции к материнской плате и понимания значения параметров BIOS.

Инструкция

Поднятие тактовой частоты свыше той, которая установлена на заводе производителя, называется «оверклокингом» или «разгоном». Разгон процессора увеличивает его тепловыделение и повышает нагрузку на связанные с процессором элементы , например, . Перед разгоном проверьте, что кулеры процессора и корпуса обеспечивают достаточный уровень охлаждения. В случае, если температура ядер процессора в состоянии «без » выше 50 градусов, увеличивать частоту без охлаждения просто противопоказано.

Если же охлаждении эффективно, начинайте процедуру разгона. Зайдите в панель управления BIOS вашей материнской платы, для этого сразу после включения (перезагрузки) компьютера нажмите клавишу F2, DEL или F1, в зависимости от модели платы. В строке меню BIOS найдите вкладку управления характеристиками процессора . Она может называться по-разному, в инструкции к материнской плате в разделе BIOS указано, как именно.

Поднимите частоту системной шины процессора . В BIOS эта обычно называется «CPU Clock» или «CPU Frequency». Для этого в соответствующей строке установите необходимое значение.

Тактовая частота ядер процессора есть результат частоты его системной шины на множитель. Вследствие этого разогнать процессор можно, увеличив значение этого параметра. Но в большинстве множитель и не может быть изменен. Только в процессора х серии Black производства AMD и в процессора х с индексом Extreme от Intel значение множителя можно изменить. Если ваш процессор дает такую возможность, поднимите значение множителя на странице параметров процессора в BIOS.

Обратите внимание

Помните о том, что риск, связанный с разгоном, полностью лежит на вас. Повреждение процессора в результате разгона гарантийным случаем не является. Старайтесь не повышать частоту процессора больше, чем на 20% от заявленной производителем.

Источники:

• Как разгонять процессоры

Процессор – самый важный элемент компьютера. От его частоты зависит скорость работы операционной системы и других элементов компьютера. Если вы считаете, что ваш процессор работает слишком медленно, есть два способа ускорения работы: либо заменить процессор на более новую и мощную модель, либо постараться увеличить тактовую частоту процессора программным методом. Такой процесс называется Overclocking и достаточно широко используется многими пользователями ПК.

Инструкция

Для начала внимательно изучите возможности вашего . Лучше это сделать, прочитав и возможности на сайте производителя. Дело в том, что далеко не все поддаются разгону, а среди тех, с которыми можно проводить данную операцию, большая разгоняется на 10-15%. Этого явно мало, чтобы заметить в работе системы.

Скачайте и установите программу ClockGen. Эта утилита специально создана для изменения параметров процессора в среде операционной системы Windows. При помощи этой программы вы можете увеличить тактовую частоту процессора , не прибегая к конфигурирования в BIOS.

Если увеличения частоты процессора вам недостаточно, то придётся прибегать к настройке в BIOS. При запуске нажмите Del. После того, как вы зашли в BIOS, нажмите Ctrl+F1. В зависимости от производителя материнской платы, настройки процессора в BIOS могут находиться в разных подпунктах меню. Обычно это пункты: CPU, Advanced или Advanced Chipset Features. Общая процессора получается перемножением показателя множителя на показатель стандартной частоты. Эти параметры стоит увеличивать постепенно, перезагружая после каждого изменения. Периодически повышайте напряжение, подаваемое , потому что работа на повышенной требует большего напряжения.

Полезный совет

Убедитесь в работоспособности куллера и целостности термопасты.

Для оценки производительности процессора необходимо знать несколько его параметров. Это количество ядер, величину объема кэш-памяти первого и второго уровней, а также текущую тактовую частоту . В Windows 7 эти параметры можно узнать несколькими способами.

Вам понадобится

• - программа AIDA64 Business Edition;
• - программа CPU-Z.

Инструкция

Откройте меню «Пуск», кликнув левой кнопкой мыши по кнопке «Пуск» на панели задач. В открывшемся меню наведите курсор на кнопку «Компьютер». Нажмите правую кнопку мыши и в открывшемся контекстном меню кликните по кнопке «Свойства». В открывшемся окне «Свойства компьютера» прочтите данные о текущей частоте процессора в подразделе «Система» ниже оценки производительности компьютера. Данный способ прост, не требует установки дополнительных программ, но малоинформативен.

Скачайте с официального сайта и установите на компьютер программу AIDA64 Business Edition. Запустите эту программу. При первом запуске вам предложат купить ключ и активировать или использовать пробный период (30 дней). В пробной версии функциональность программы будет ограничена (некоторые функции будут недоступны). С левой стороны окна программы выберите вкладку «Системная плата». В открывшемся списке выберите строку «ЦП». В открывшемся окне в подразделе «свойства ЦП» прочтите параметры частоты центрального процессора . Ниже, в подразделе Multi CPU прочтите текущее значение тактовой частоты процессора . Если установлен многоядерный процессор, в этом подразделе прочтите значения частоты для каждого ядра процессора . Данный способ более информативен, однако требует установки платной программы.

Для получения более полной информации о процессоре скачайте с сайта разработчика и установите на компьютер программу CPU-Z. После установки и запуска программы откроется окно, в котором расположены 6 вкладок. На первой (CPU) вкладке в разделе Processor прочтите информацию о типе, технологии производства, текущем напряжении питания и сокете процессора . Ниже, в разделе Clocks и Cache, прочтите значения частоты процессора , текущего множителя, величину кэш-памяти первого и второго уровней. В данном способе используется небольшая и легкая в использовании бесплатная программа. Этот способ позволяет получить исчерпывающие данные об установленном в одноядерном или многоядерном процессоре.

Видео по теме

Изменения параметров работы центрального процессора – очень важный этап ускорения компьютера. Важно понимать, что неверные настройки могут привести не только к сбою в работе некоторых устройств, но и к их порче.

Вам понадобится

• - CPU-Z;
• - Clock Gen.

Инструкция

Перед тем как приступить к настройке центрального процессора, установите программу CPU-Z. Ее основная функция – предоставление информации о текущем состоянии работы ЦП. Запустите это приложение и убедитесь в том, что процессор работает стабильно.

Теперь перезагрузите компьютер и войдите в меню BIOS. Одновременно нажмите клавиши F1 и Ctrl, откройте меню Advanced Setup. Обычно именно там расположены параметры настроек центрального процессора и оперативной памяти. Найдите пункт, отвечающий за частоту шины ЦП. Увеличьте эту частоту на 10-20 Герц. Теперь обязательно поднимите напряжение, подаваемое на центральный процессор. Рекомендуют повышать не больше чем на 0.1 Вольт за раз.

Нажмите клавишу F10. Дождитесь завершения загрузки операционной системы. Проверьте стабильность работы центрального процессора утилитой CPU-Z. Если программа не выявила ошибок, то повторите процедуру увеличения частоты шины ЦП и напряжения. После поднятия частоты к максимальной планке увеличьте множитель процессора. Естественно, одновременно с этим увеличьте напряжение.

Если у вас не получилось изменить параметры центрального процессора через меню BIOS, то скачайте утилиту GlockGen. Учтите, что существует несколько версий программы, каждая из которых предназначена для определенной версии материнской платы. Запустите установленное приложение.

Теперь увеличьте напряжение и частоту шины, передвигая соответствующие ползунки. Перед применением выбранных параметров нажмите кнопку Test. Убедитесь в том, что центральный процессор работает без сбоев. Постоянно следите за показателями температурного датчика. Если температура превышает допустимую норму даже в пассивном режиме работы, лучше уменьшить частоту шины и множитель. Иначе вы рискуете испортить ЦП.

Видео по теме

При выборе компьютера и его комплектующих обычно обращают внимание на такие характеристики: мощность видеокарты, объем оперативной памяти и винчестера, а также частота процессора . Последняя величина является одним из основных показателей, от которого зависит работа всего компьютера.

Центральный процессор (центральное процессорное устройство или ЦПУ) представляет собой электронный блок, либо микросхему, которая исполняет машинные инструкции (коды программ) и является главной частью аппаратного обеспечения компьютера либо программируемого логического контроллера. Иногда его еще называют процессором либо микропроцессором. Одной из основных его характеристик является тактовая частота . От нее зависит скорость работы, а также время «Отклика» устройства. Соответственно, чем больше значение частоты (от 900 до 3800 МГц), тем быстрее будет работа всего компьютера. Тактовая частота представляет собой количество тактов (операций), которые может совершать в секунду процессор. Она пропорциональна значению частоты шины. Как правило, от величины тактовой частоты процессора напрямую зависит его производительность. Но данное утверждение уместно только лишь для моделей одной линейки, так как на производительность процессора оказывают влияние также другие параметры, например, размер кеша второго уровня, частота и наличие кеша

Наверное, каждый пользователь мало знакомый с компьютером сталкивался с кучей непонятных ему характеристик при выборе центрального процессора: техпроцесс, кэш, сокет; обращался за советом к друзьям и знакомым, компетентным в вопросе компьютерного железа. Давайте разберемся в многообразии всевозможных параметров, потому как процессор – это важнейшая часть вашего ПК, а понимание его характеристик подарит вам уверенность при покупке и дальнейшем использовании.

Центральный процессор

Процессор персонального компьютера представляет собой микросхему, которая отвечает за выполнение любых операций с данными и управляет периферийными устройствами. Он содержится в специальном кремниевом корпусе, называемом кристаллом. Для краткого обозначения используют аббревиатуру — ЦП (центральный процессор) или CPU (от англ. Central Processing Unit – центральное обрабатывающее устройство). На современном рынке компьютерных комплектующих присутствуют две конкурирующие корпорации, Intel и AMD , которые беспрестанно участвуют в гонке за производительность новых процессоров, постоянно совершенствуя технологический процесс.

Техпроцесс

Техпроцесс — это размер, используемый при производстве процессоров. Он определяет величину транзистора, единицей измерения которого является нм (нанометр). Транзисторы, в свою очередь, составляют внутреннюю основу ЦП. Суть заключается в том, что постоянное совершенствование методики изготовления позволяет уменьшать размер этих компонентов. В результате на кристалле процессора их размещается гораздо больше. Это способствует улучшению характеристик CPU, поэтому в его параметрах всегда указывают используемый техпроцесс. Например, Intel Core i5-760 выполнен по техпроцессу 45 нм, а Intel Core i5-2500K по 32 нм, исходя из этой информации, можно судить о том, насколько процессор современен и превосходит по производительности своего предшественника, но при выборе необходимо учитывать и ряд других параметров.

Архитектура

Также процессорам свойственно такая характеристика, как архитектура - набор свойств, присущий целому семейству процессоров, как правило, выпускаемому в течение многих лет. Говоря другими словами, архитектура – это их организация или внутренняя конструкция ЦП.

Количество ядер

Ядро – самый главный элемент центрального процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. д. Производители с каждым последующим техпроцессом присваивают им новые имена (к примеру, ядро процессора AMD – Zambezi, а Intel – Lynnfield). С развитием технологий производства процессоров появилась возможность размещать в одном корпусе более одного ядра, что значительно увеличивает производительность CPU и помогает выполнять несколько задач одновременно, а также использовать несколько ядер в работе программ. Многоядерные процессоры смогут быстрее справиться с архивацией, декодированием видео, работой современных видеоигр и т.д. Например, линейки процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad от Intel, в которых используются двухъядерные и четырехъядерные ЦП, соответственно. На данный момент массово доступны процессоры с 2, 3, 4 и 6 ядрами. Их большее количество используется в серверных решениях и не требуется рядовому пользователю ПК.

Частота

Помимо количества ядер на производительность влияет тактовая частота . Значение этой характеристики отражает производительность CPU в количестве тактов (операций) в секунду. Еще одной немаловажной характеристикой является частота шины (FSB – Front Side Bus) демонстрирующая скорость, с которой происходит обмен данных между процессором и периферией компьютера. Тактовая частота пропорциональна частоте шины.

Сокет

Чтобы будущий процессор при апгрейде был совместим с имеющейся материнской платой, необходимо знать его сокет. Сокетом называют разъем , в который устанавливается ЦП на материнскую плату компьютера. Тип сокета характеризуется количеством ножек и производителем процессора. Различные сокеты соответствуют определенным типам CPU, таким образом, каждый разъём допускает установку процессора определённого типа. Компания Intel использует сокет LGA1156, LGA1366 и LGA1155, а AMD — AM2+ и AM3.

Кэш

Кэш - объем памяти с очень большой скоростью доступа, необходимый для ускорения обращения к данным, постоянно находящимся в памяти с меньшей скоростью доступа (оперативной памяти). При выборе процессора, помните, что увеличение размера кэш-памяти положительно влияет на производительность большинства приложений. Кэш центрального процессора различается тремя уровнями (L1, L2 и L3 ), располагаясь непосредственно на ядре процессора. В него попадают данные из оперативной памяти для более высокой скорости обработки. Стоит также учесть, что для многоядерных CPU указывается объем кэш-памяти первого уровня для одного ядра. Кэш второго уровня выполняет аналогичные функции, отличаясь более низкой скоростью и большим объемом. Если вы предполагаете использовать процессор для ресурсоемких задач, то модель с большим объемом кэша второго уровня будет предпочтительнее, учитывая что для многоядерных процессоров указывается суммарный объем кэша L2. Кэшем L3 комплектуются самые производительные процессоры, такие как AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может достигать 30 Мб.

Энергопотребление

Энергопотребление процессора тесно связано с технологией его производства. С уменьшением нанометров техпроцесса, увеличением количества транзисторов и повышением тактовой частоты процессоров происходит рост потребления электроэнергии CPU. Например, процессоры линейки Core i7 от Intel требуют до 130 и более ватт. Напряжение подающееся на ядро ярко характеризует энергопотребление процессора. Этот параметр особенно важен при выборе ЦП для использования в качестве мультимедиа центра. В современных моделях процессоров используются различные технологии, которые помогают бороться с излишним энергопотреблением: встраиваемые температурные датчики, системы автоматического контроля напряжения и частоты ядер процессора, энергосберегающие режимы при слабой нагрузке на ЦП.

Дополнительные возможности

Современные процессоры приобрели возможности работы в 2-х и 3-х канальных режимах с оперативной памятью, что значительно сказывается на ее производительности, а также поддерживают больший набор инструкций, поднимающий их функциональность на новый уровень. Графические процессоры обрабатывают видео своими силами, тем самым разгружая ЦП, благодаря технологии DXVA (от англ. DirectX Video Acceleration – ускорение видео компонентом DirectX). Компания Intel использует вышеупомянутую технологию Turbo Boost для динамического изменения тактовой частоты центрального процессора. Технология Speed Step управляет энергопотреблением CPU в зависимости от активности процессора, а Intel Virtualization Technology аппаратно создает виртуальную среду для использования нескольких операционных систем. Также современные процессоры могут делиться на виртуальные ядра с помощью технологии Hyper Threading . Например, двухъядерный процессор способен делить тактовую частоту одного ядра на два, что способствует высокой производительности обработки данных с помощью четырех виртуальных ядер.

Размышляя о конфигурации вашего будущего ПК, не забывайте про видеокарту и ее GPU (от англ. Graphics Processing Unit – графическое обрабатывающее устройство) – процессор вашей видеокарты, который отвечает за рендеринг (арифметические операции с геометрическими, физическими объектами и т.п.). Чем больше частота его ядра и частота памяти, тем меньше будет нагрузки на центральный процессор. Особенное внимание к графическому процессору должны проявить геймеры.

Из всех технических характеристик процессора наиболее известной среди пользователей является тактовая частота. Но, мало кто из неспециалистов до конца понимает, что это такое. Более подробная информация об этом поможет лучше понимать работу вычислительных систем. Особенно при использовании многоядерных процессоров, имеющих определенные особенности работы, которые далеко не всем известны, но которые следует учитывать при работе компьютера.

В течение длительного времени основные усилия разработчиков были направлены именно на повышение тактовой частоты. Лишь в последнее время наметилась тенденция развития и совершенствования компьютерной архитектуры, увеличения объема кэш памяти, количества ядер процессора. Однако и тактовая частота процессора не остается без внимания.

Что это за параметр — тактовая частота процессора?

Попробуем разобраться, что такое «тактовая частота процессора». Эта величина характеризует количество вычислений, которые процессор может выполнить за одну секунду. Следовательно, процессор с более высокой тактовой частотой обладает и более высокой производительностью, т.е. способен выполнить за определенный промежуток времени большее количество операций.

Большинство современных процессоров имеют тактовую частоту от 1 до 4 ГГц. Эта величина определяется, как произведение базовой частоты и некоторого коэффициента. В частности процессор Intel Core i7 920 имеет собственную тактовую частоту 2660 Гц, которая получается за счет базовой частоты шины 133 МГц и коэффициента 20. Некоторые производители выпускают процессоры, способные разгоняться до большей производительности. Например, Black Edition у AMD и линейка К-серии компании Intel. Стоит отметить, что, не смотря на важность этой характеристики, она не является решающей при выборе компьютера. Тактовая частота лишь частично влияет на производительность процессора.

Одноядерные процессоры практически канули в Лету, и достаточно редко используются в современных вычислительных устройствах. Это вызвано развитием IT-индустрии, прогресс которой не перестает удивлять. Даже у специалистов иногда можно встретить ошибочное мнение о том, как вычислить тактовую частоту процессора с двумя и более ядрами. Распространенным заблуждением является, что тактовую частоту надо умножить на количество ядер. Например, 4-ядерный процессор при тактовой частоте 3 ГГц будет иметь интегрированную частоту 12 ГГц, т.е. 4х3=12. Но это не соответствует истине.

Объясним это на простом примере . Возьмем пешехода, идущего со скоростью 4 км/час – это одноядерный процессор с частотой 4 ГГц. А 4-ядерный процессор с тактовой 4 ГГц – это уже 4 пешехода, идущие с той же скоростью 4 км/час. Ведь в этом случае скорость пешеходов не суммируется, и мы не можем говорить, что они перемещаются со скоростью 16 км/час. Мы просто говорим о том, что четыре пешехода идут вместе со скоростью 4 км/час каждый. Эту же аналогию можно отнести и к многоядерному процессору. Таким образом, можно сказать, что 4-ядерный процессор с тактовой частотой 4 ГГц просто обладает четырьмя ядрами, каждое из которых имеет одну и ту же частоту – 4 ГГц. Из этого следует простой и логичный вывод количество ядер процессор влияет только на его производительность, а не увеличивает суммарную тактовую частоту вычислительного устройства.

04. 07.2018

Блог Дмитрия Вассиярова.

Тактовая частота и производительность — одно и тоже?

Приветствую всех читателей, и мне будет особенно приятно порадовать вас своим рассказом на тему что такое тактовая частота процессора? Возможно, для некоторых эта тема покажется азбучной и малополезной, но я уверен что несколько интересных фактов и простых сравнений позволит по-новому взглянуть на работу ЦПУ.

Подбирая железо для компьютера или новый смартфон мы первым делом интересуемся, сколько ядер имеет процессор и какова частота их работы. Бренд самого ЦПУ в этом случае – дело вкуса (AMD или Intel, MTK или Snapdragon), но, если из представленных моделей, одна имеет в характеристиках большее значение частоты, но наверняка выбор будет сделан в ее пользу. Давайте разберемся, почему это так важно.

«Импульсивное поведение» процессора

Процессор это сердце любой вычислительной машины, а к таковым относятся не только калькуляторы и компьютеры, используемые в сложных расчетах, но и любое устройство, работающее с оцифрованными данными. Чтобы преобразовать их в музыку, видео, изображение или, тем более, заставить программу совершить определенные операции, поток «нулей» и «единиц» записанный в необходимо пропустить через блок, выполняющий логические операции. Такие обрабатывающие модули, созданные из множества полупроводниковых микротранзисторов и составляют основу кристалла процессора, или, как говорят знатоки «камня».

Но вернемся к оцифрованному потоку данных, которые в реальности представляют собой наличие или отсутствие сигнала в электроцепи, ведь именно его и обрабатывает транзистор. Но чтобы сделать такие сигналы читаемыми (отличаемыми друг от друга) его подают импульсами, Создает их тактовый генератор, интегрированный в архитектуру самого процессора.

В лучших современных за одну секунду происходит до 5 000 000 000 (пяти миллиардов!) импульсов. Это величина измеряется в гигагерцах (ГГц) и является тактовой частотой работы ядра процессора, выполняющего главные вычислительные функции. Чем больше она, тем лучше.

Но за дополнительные герцы приходится расплачиваться повышенным энергопотреблением и сильным нагревом.

А вы знаете частоту своего ЦПУ?

Узнать тактовую частоту установленного на вашем компьютере процессора можно несколькими способами:

• Заглянуть в паспорт, лежащий в коробке от CPU;
• Найти на мониторе «Мой компьютер», открыть в его контекстном меню «Свойства» и изучить общие параметры устройства;

• Установить программы AIDA64 или CPU-Z , которые показывают максимально подробную информацию о вашем процессоре.

Считаем ядра и гигагерцы

В реальности более объективным показателем скорости работы ЦПУ является количество операций, выполняемых в единицу времени. А на это уже влияет количество микротранзисторов, способных одновременно обработать несколько сигналов. Может вы что-то слышали о нано технологиях, так вот чем меньшего размера вычислительный элемент, тем их больше можно разместить на «камне» процессора.

Так же тактовую производительность процессора определяет его (оптимизация взаимодействия между отдельными модулями) и количество потоков (каналов одновременного обращения к ядру).

Кроме того, для одновременного решения нескольких задач в ЦПУ используется несколько ядер. Причем имеются процессоры для смартфонов с различной тактовой частотой отдельных ядер: по 4-е энергоэффективных (1,8 ГГц) и по 4-е мощных (свыше 2,3 Ггц). Многоядерные устройства, установленные на ПК, имеют свой алгоритм оптимизации, что дает ядрам возможность работать с разной тактовой частотой.

Раз, уж я затронул тему многоядерности, то расскажу вам об одном распространенном заблуждении, касающимся нашей основной темы. Некоторые пользователи, покупая, например, процессор Intel Core 2 Quad, с частотой каждого ядра 2,5 ГГц считают, что они получат устройство способное выдавать 4 х 2,5 = 10 млрд. тактов в секунду.

Это, друзья мои, заблуждение. Потому как тактовый генератор быстрее работать от этого не станет. Единственно, чем я могу вас порадовать, что каждое ядро теоретически может выполнять отдельную операцию, но и для этого обычно требуется несколько тактов.

Разгон, троттлинг и нагрев

Здесь же считаю нужным ответить на часто задаваемый вопрос: что важнее при выборе процессора количество ядер или тактовая частота.

Оба показателя определяют производительность процессора, поэтому 2-а ядра на 4,5 GHz могут работать не хуже 4-х на 2,5 GHz. Все зависит от выполняемых задач и от реализованной в чипе архитектуры.

Правда, все-таки есть один нюанс: ядер вы в ЦПУ не добавите, а вот разогнать процессор, увеличив его тактовую частоту можно. Для этого существует несколько способов, но все они требуют выполнения ряда условий:

• Теоретическая возможность разгона процессора;
• Устойчивость его элементов к работе в высокотемпературном режиме или наличие дополнительной эффективной системы охлаждения;
• Необходимый разгонный потенциал материнской платы.

Есть даже несколько недорогих ЦПУ, наиболее приспособленных к такому частотному апгрейду: AMD FX-6300, AMD FX-4350, AMD Athlon X4 860K, Intel Pentium G3258.

Наверное, вы уже заметили, что в нашем разговоре о тактовой частоте периодически упоминается такое явление как нагрев процессора. Эти два параметра тесно взаимосвязаны между собой. Уже понятно, что искусственное увеличение температуры повлечет за собой повышение температуры CPU.

А что будет, если в силу определенных причин нагреется сам процессор (поломка или загрязнение кулера, высыхание термопасты, работа в жару)?

В этом случае разработчики ЦПУ предусмотрели функцию тротлинга, которая отслеживает температуру чипа, и при достижении критических значений автоматически снижает тактовую частоту ядер и, соответственно, быстродействие всей системы.

Напоследок хочу отметить, что своя рабочая частота имеется и у ОЗУ, и у системной шины материнской платы и даже у кэш-памяти самого процессора, но именно тактовая частота ядер является максимальной.

Запомните это, чтобы случайно не запутаться в терминах и устройствах.

На этом я заканчиваю свой рассказ, и буду готовить новую статью, с целью порадовать вас новыми интересными сведениями из жизни компьютерного железа.

Принципиальная схема процессора

Управляющий блок - управляет работой всех блоков процессора.

Арифметико-логический блок - выполняет арифметические и логические вычисления.

Регистры - блок хранения данных и промежуточных результатов вычислений - внутренняя оперативная память процессора.

Блок декодировки - преобразует данные в двоичную систему.

Блок предварительной выборки - получает команду от устройства (клавиатура и т.д.) и запрашивает инструкции в системной памяти.

Кэш-память (или просто кэш) 1-го уровня - хранит часто использующиеся инструкции и данные.

Кэш-память 2-го уровня - хранит часто использующиеся данные.

Блок шины - служит для ввода и вывода информации.

Эта схема соответствует процессорам архитектуры P6. По этой архитектуре создавались процессоры с Pentium Pro до Pentium III. Процессоры Pentium 4 изготавливаются по новой архитектуре Intel® NetBurst. В процессорах Pentium 4 кэш 1-го уровня поделен на две части - кэш данных и кэш команд.

Характеристики процессора

Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота, разрядность и размеры кэша 1-го и 2-го уровня.

Частота - это количество колебаний в секунду. Тактовая частота - это количество тактов в секунду. В применении к процессору:

Тактовая частота - это количество операций, которое процессор может выполнить в секунду.

Т.е. чем больше операций в секунду может выполнять процессор, тем быстрее он работает. Например, процессор с тактовой частотой 40 МГц выполняет 40 миллионов операций в секунду, с частотой 300 Мг - 300 миллионов операций в секунду, с частотой 1 ГГц - 1 миллиард операций в секунду.

К 2003 году тактовая частота процессоров достигла 3 ГГц.

Существует два типа тактовой частоты - внутренняя и внешняя.

Внутренняя тактовая частота - это тактовая частота, с которой происходит работа внутри процессора.

Внешняя тактовая частота или частота системной шины - это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.

До 1992 года в процессорах внутренняя и внешняя частоты совпадали, а в 1992 году компания Intel представила процессор 80486DX2, в котором внутренняя и внешняя частоты были различны - внутренняя частота была в 2 раза больше внешней. Было выпущено два типа таких процессоров с частотами 25/50 МГц и 33/66 МГц, затем Intel выпустила процессор 80486DX4 с утроенной внутренней частотой (33/100 МГц).

С этого времени остальные компании-производители также стали выпускать процессоры с удвоенной внутренней частотой, а компания IBM стала выпускать процессоры с утроенной внутренней частотой (25/75 МГц, 33/100 МГц и 40/120 МГц).

В современных процессорах, например, при тактовой частоте процессора 3 ГГц, частота системной шины 800 МГц.

Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров.

Компьютер может оперировать одновременно ограниченным набором единиц информации. Этот набор зависит от разрядности внутренних регистров. Разряд - это хранилище единицы информации. За один рабочий такт компьютер может обработать количество информации, которое может поместиться в регистрах. Если регистры могут хранить 8 единиц информации, то они 8-разрядне, и процессор 8-разрядный, если регистры 16-разрядные, то и процессор 16-разрядный и т.д. Чем большая разрядность процессора, тем большее количество информации он может обработать за один такт, а значит, тем быстрее работает процессор.

Процессор Pentium 4 является 32-разрядным.

Объем кэш-памяти 1-го и 2-го уровня также влияет на производительность процессора.

В процессоре Pentium III кэш-память 1-го уровня составляет 16 Кб, кэш-память 2-го уровня 256 Кб.

В процессорах Pentium 4 кэш-память 1-го уровня для данных имеет объем 8 Кб, кэш-память 1-го уровня для команд рассчитан на 12000 инструкций в порядке их исполнения, а объем кэш-памяти 2-го уровня составляет 512 Кб.