Що таке тактова частота процесора? Базова частота процесора і як це працює.

За часів, коли мобільні телефони були товсті і чорно-білі, процесори - одноядерні, а гігагерц здавався непереборної планкою (років 20 тому), єдиною характеристикою для порівняння потужностей ЦП була тактова частота. Десятиліття потому другою важливою характеристикою стало кількість ядер. У наш час смартфон, товщиною менше сантиметра, містить ядер більше, та й тактову частоту має вище, ніж простий ПК тих років. Спробуємо розібратися, на що впливає тактова частота процесора.

Частота процесора впливає на швидкість, з якою транзистори процесора (і їх всередині чіпа сотні мільйонів) виробляють перемикання. Вимірюється вона в кількості перемикань за секунду і виражається в мільйонах або мільярдах герц (мегагерц або гігагерц). Один герц - це одне перемикання транзисторів процесора в секунду, отже, один гігагерц - один мільярд таких перемикань за той же час. За одне перемикання, якщо говорити спрощено, ядро \u200b\u200bробить одну математичну операцію.

Дотримуючись звичайній логіці можна прийти до висновку, що чим більше частота - тим швидше перемикаються транзистори в ядрах, тим швидше вирішуються завдання. Саме тому в минулому, коли основна маса процесорів була по суті удосконаленим Intel x86, архітектурні відмінності були мінімальні, і було ясно, що чим більше частота тактів - тим швидше йдуть обчислення. Але з часом все змінилося.

Чи можна порівнювати частоти різних процесорів

У 21 столітті розробники навчили свої процесори обробляти за такт не одну інструкцію, а більше. Тому процесори з однаковою частотою тактів, але засновані на різних архітектурах, видають різний рівень швидкодії. Intel Core i5 2 ГГц і Qualcomm Snapdragon 625 2 ГГц - це різні речі. Хоч у другого ядер більше, але у важких завданнях він буде слабкіше. Тому саму частоту різних типів ядер порівнювати не можна, важливо враховувати ще й питому продуктивність (кількість виконань інструкцій за такт).

Якщо проводити аналогію з машинами, то тактова частота - це швидкість в км / год, а питома продуктивність - вантажопідйомність в кг. Якщо поруч будуть їхати легковик (процесор ARM для смартфона) і самоскид (чіп x86 для ПК) - то при рівній швидкості легковик за раз перевезе пару сотень кіло, а вантажівка - кілька тонн. Якщо ж говорити про різних типах ядер саме для смартфонів (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) - то це все легковика, але з різною місткістю. Відповідно, тут різниця вже буде не так величезна, але теж значна.

Порівнювати можна тільки тактові частоти ядер на однаковій архітектурі. Наприклад, MediaTek MT6750 і Qualcomm Sanapdragon 625 містять по 8 ядер Cortex A53. Але у МТК їх частота - до 1,5 ГГц, а у Куалкомм - 2 ГГц. Отже, другий процесор буде працювати приблизно на 33% швидше. А ось Qualcomm Snapdragon 652 хоч і має частоту до 1,8 ГГц, але працює швидше моделі 625, так як в ньому використовуються більш потужні ядра Cortex A72.

Що дає висока частота процесора в смартфоні

Як ми вже з'ясували, чим вище тактова частота - тим швидше працює процесор. Отже, і продуктивність смартфона з більш високочастотним чіпсетом буде вище. Якщо один процесор смартфона містить 4 ядра Kryo на 2 ГГц, а другий - 4 такі ж ядра Kryo на 3 ГГц, то другий буде приблизно в 1,5 рази швидше. Це прискорить запуск додатків, скоротить час включення, дозволить швидше обробляти важкі сайти в браузері і т.д.

Однак, вибираючи смартфон з високими частотами процесора, слід також пам'ятати, що чим вони вищі - тим більше і споживання енергії. Тому якщо виробник накрутив побільше гігагерц, але не оптимізував пристрій належним чином - воно може перегріватися і входити в «троттлінг» (примусовий скидання частот). Таким недоліком свого часу страждав, наприклад, Qualcomm Snapdragon 810.

Напевно, кожен користувач мало знайомий з комп'ютером стикався з купою незрозумілих йому характеристик при виборі центрального процесора: техпроцес, кеш, сокет; звертався за порадою до друзів і знайомих, компетентним в питанні комп'ютерного заліза. Давайте розберемося в різноманітті всіляких параметрів, тому як процесор - це найважливіша частина вашого ПК, а розуміння його характеристик подарує вам упевненість при покупці і подальше використання.

центральний процесор

процесор персонального комп'ютера являє собою мікросхему, яка відповідає за виконання будь-яких операцій з даними і управляє периферійними пристроями. Він міститься в спеціальному кремнієвому корпусі, званому кристалом. Для короткого позначення використовують абревіатуру - ЦП (Центральний процесор) або CPU (Від англ. Central Processing Unit - центральне обробляє пристрій). На сучасному ринку комп'ютерних комплектуючих присутні дві конкуруючі корпорації, Intel і AMD, Які безперестанку беруть участь в гонці за продуктивність нових процесорів, постійно вдосконалюючи технологічний процес.

техпроцес

техпроцес - це розмір, який використовується при виробництві процесорів. Він визначає величину транзистора, одиницею виміру якого є нм (нанометр). Транзистори, в свою чергу, складають внутрішню основу ЦП. Суть полягає в тому, що постійне вдосконалення методики виготовлення дозволяє зменшувати розмір цих компонентів. В результаті на кристалі процесора їх розміщується набагато більше. Це сприяє поліпшенню характеристик CPU, тому в його параметрах завжди вказують використовуваний техпроцес. Наприклад, Intel Core i5-760 виконаний по техпроцесу 45 нм, а Intel Core i5-2500K по 32 нм, виходячи з цієї інформації, можна судити про те, наскільки процесор сучасний і перевершує по продуктивності свого попередника, але при виборі необхідно враховувати і ряд інших параметрів.

архітектура

Також процесорам властиво така характеристика, як архітектура - набір властивостей, притаманний цілому сімейству процесорів, як правило, випускається протягом багатьох років. Говорячи іншими словами, архітектура - це їх організація або внутрішня конструкція ЦП.

кількість ядер

ядро - самий головний елемент центрального процесора. Воно являє собою частину процесора, здатне виконувати один потік команд. Ядра відрізняються за розміром кеш пам'яті, частоті шини, технології виготовлення і т. Д. Виробники з кожним наступним техпроцесом привласнюють їм нові імена (наприклад, ядро процесора AMD - Zambezi, а Intel - Lynnfield). З розвитком технологій виробництва процесорів з'явилася можливість розміщувати в одному корпусі більше одного ядра, що значно збільшує продуктивність CPU і допомагає виконувати кілька завдань одночасно, а також використовувати кілька ядер в роботі програм. багатоядерні процесори зможуть швидше впоратися з архівацією, декодуванням відео, роботою сучасних відеоігор і т.д. Наприклад, лінійки процесорів Core 2 Duo і Core 2 Quad від Intel, в яких використовуються двоядерні і чотирьохядерні ЦП, відповідно. На даний момент масово доступні процесори з 2, 3, 4 і 6 ядрами. їх велика кількість використовується у серверних рішеннях і не потрібно пересічному користувачеві ПК.

частота

Крім кількості ядер на продуктивність впливає тактова частота. Значення цієї характеристики відображає продуктивність CPU в кількості тактів (операцій) в секунду. Ще однією важливою характеристикою є частота шини (FSB - Front Side Bus) демонструє швидкість, з якою відбувається обмін даних між процесором і периферією комп'ютера. Тактова частота пропорційна частоті шини.

сокет

Щоб майбутній процесор при апгрейді був сумісний з наявною материнською платою, Необхідно знати його сокет. сокетом називають роз'єм, В який встановлюється ЦП на материнську плату комп'ютера. Тип сокета характеризується кількістю ніжок і виробником процесора. Різні сокети відповідають певним типам CPU, таким чином, кожен роз'єм допускає установку процесора певного типу. Компанія Intel використовує сокет LGA1156, LGA1366 і LGA1155, а AMD - AM2 + і AM3.

кеш

кеш - обсяг пам'яті з дуже великою швидкістю доступу, необхідний для прискорення доступу до даних, які постійно знаходяться в пам'яті з меншою швидкістю доступу (оперативної пам'яті). При виборі процесора, пам'ятайте, що збільшення розміру кеш-пам'яті позитивно впливає на продуктивність більшості додатків. Кеш центрального процесора різниться трьома рівнями ( L1, L2 і L3), Розташовуючись безпосередньо на ядрі процесора. У нього потрапляють дані з оперативної пам'яті для більш високій швидкості обробки. Варто також врахувати, що для багатоядерних CPU вказується обсяг кеш-пам'яті першого рівня для одного ядра. Кеш другого рівня виконує аналогічні функції, відрізняючись більш низькою швидкістю і великим обсягом. Якщо ви припускаєте використовувати процесор для ресурсномістких завдань, то модель з великим об'ємом кеша другого рівня буде краще, враховуючи що для багатоядерних процесорів вказується сумарний обсяг кешу L2. Кешем L3 комплектуються найпродуктивніші процесори, такі як AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. Кеш третього рівня найменш швидкодіючий, але він може досягати 30 Мб.

енергоспоживання

Енергоспоживання процесора тісно пов'язане з технологією його виробництва. Зі зменшенням нанометрів техпроцесу, збільшенням кількості транзисторів і підвищенням тактової частоти процесорів відбувається зростання споживання електроенергії CPU. Наприклад, процесори лінійки Core i7 від Intel вимагають до 130 і більше ват. Напруга подається на ядро \u200b\u200bяскраво характеризує енергоспоживання процесора. Цей параметр особливо важливий при виборі ЦП для використання в якості мультимедіа центру. В сучасних моделях процесорів використовуються різні технології, які допомагають боротися із зайвою енергоспоживанням: вбудовані температурні датчики, системи автоматичного контролю напруги і частоти ядер процесора, енергозберігаючі режими при слабкій навантаженні на ЦП.

Додаткові можливості

Сучасні процесори придбали можливості роботи в 2-х і 3-х канальних режимах з оперативною пам'яттю, Що значно позначається на її продуктивності, а також підтримують більший набір інструкцій, що піднімає їх функціональність на новий рівень. Графічні процесори обробляють відео своїми силами, тим самим розвантажуючи ЦП, завдяки технології DXVA (Від англ. DirectX Video Acceleration - прискорення відео компонентом DirectX). Компанія Intel використовує вищезгадану технологію Turbo Boost для динамічної зміни тактової частоти центрального процесора. технологія Speed \u200b\u200bStep управляє енергоспоживанням CPU в залежності від активності процесора, а Intel Virtualization Technology апаратно створює віртуальне середовище для використання декількох операційних систем. також сучасні процесори можуть ділитися на віртуальні ядра за допомогою технології Hyper Threading. Наприклад, двоядерний процесор здатний ділити тактову частоту одного ядра на два, що сприяє високої продуктивності обробки даних за допомогою чотирьох віртуальних ядер.

Розмірковуючи про конфігурацію вашого майбутнього ПК, не забувайте про відеокарту і її GPU (Від англ. Graphics Processing Unit - графічне обробляє пристрій) - процесор вашої відеокарти, який відповідає за рендеринг (арифметичні операції з геометричними, фізичними об'єктами і т.п.). Чим більше частота його ядра і частота пам'яті, тим менше буде навантаження на центральний процесор. Особлива увага до графічного процесора повинні проявити геймери.

Кожен користувач комп'ютерної техніки нерідко задавався цим питанням, особливо вирішивши придбати, нове обладнання. Але для того щоб відповісти на питання - тактова частота процесора на що ж вона впливає, необхідно в першу чергу зрозуміти, що собою вона являє?

ВПЛИВ тактова частота процесора на продуктивність?

Цей показник говорить про кількість вироблених процесором обчислень в одну секунду. Ну і природно, що чим вище частота, тим більше операцій в одиницю часу може призвести процесор. У сучасних пристроїв цей показник знаходиться в межах від 1 до 4 ГГц. Визначається він шляхом множення базової або зовнішньої частоти на певний коефіцієнт. Збільшити частоту процесора можна шляхом його «розгону». Світові лідери з виробництва цих пристроїв деякі свої вироби орієнтують на можливий їх розгін.

При виборі такого пристрою важливим показником продуктивності є не тільки його частота. На це впливає також сильним процесора.
В даний час практично не залишилося таких пристроїв, які мають тільки одне ядро. Багатоядерні процесори повністю витіснили з ринку своїх одноядерних попередників.

Про ядерності і тактовою частотою

Почнемо з того, що твердження, що процесор має частоту рівну загальній сумі цього показника кожного з ядер не вірно. Але чому багатоядерний процесор краще і ефективніше? Тому, що кожне з ядер виробляє свою частину спільної роботи, Якщо це дозволяє, обробляючи процесором програма. Таким чином, сильним значно збільшує продуктивність системи, в тому випадку якщо оброблювану інформацію можна розділити на частини. Але якщо це зробити неможливо, працює тільки одне ядро \u200b\u200bпроцесора. При цьому загальна його продуктивність дорівнює тактовій частоті цього ядра.

Загалом, якщо вам потрібно працювати з графікою, статичним зображенням, відео, музикою багатоядерний процесор якраз те, що необхідно. Але якщо ви ігроман, то в цьому випадку краще брати не сильно багатоядерний процесор, тому що програмісти можуть і не передбачати поділ програмних процесів на частини. Тому, для ігор більш потужний процесор підійде краще.

Про архітектуру процесора

Крім цього, продуктивність системи залежить і від архітектури процесора. Природно, що чим коротше шлях сигналу від точки відправлення до точки призначення, тим швидше проводиться обробка інформації. З цієї причини процесори від компанії Intel працюють краще, ніж від фірми AMD, при однаковій тактовій частоті.
підсумки

Таким чином, тактова частота процесора - це його сила або міць. Вона впливає на продуктивність системи. Але при цьому необхідно не забувати що цей параметр, крім потужності, залежить від кількості ядер і від архітектури цього пристрою. Вибирати процесор необхідно з урахуванням того, з чим йому в майбутньому потрібно буде працювати? Для ігор краще брати процесор потужніший, для всього іншого підійде багатоядерний процесор з невеликою тактовою частотою.

Частота? ГГц? 2.6? Ghz?

З точки зору технічної, звучить визначення так:

Тактова частота - це кількість вироблених тактів за певну кількість часу.

Для мене це теж був темний ліс, коли на першому курсі я писав це в зошиті, учившись на програміста. Тоді я, як і багато хто зараз взагалі не розумів, що це означає і для чого це потрібно?

Поясню на приклади, з ним буде легше розібратися, як це працює. Почнемо.

Пояснення на прикладі

Давайте уявимо, що 1 удар по музичному барабану - це 1 такт у процесора. Беремо для порівняння два барабана, по одному вдаряють 120 разів на хвилину, по другому вдаряють 80 разів на хвилину, буде очевидним, що частотність звуку першого барабана вище і голосніше, ніж у другого.

Для самостійного експерименту можете взяти в руку звичайну друкарську ручку, засікти 10 секунд і зробити 10 ударів ребром від ручки по столу, а потім за той же самий час зробити 20 ударів, підсумок буде той же що і з барабанами.
Ще потрібно розуміти, що якщо у музиканта буде чотири барабана, замість одного, то кількість ударів не помножити на кількість барабанів, а розподіляється на все, тим самим з'являться ширші можливості в програванні звуків.

Запам'ятати! Кількість ядер не говоріть на гигагерци.

І саме тому, ніде в описах немає таких великих цифр, як 12Ghz або 24ГГц, ну і т. Д., Якщо тільки в результатах оверклокинга, і то навряд чи.
У мікропроцесорі за такт виконується якась кількість команд. Тобто чим вище тактова частота, тим більше виконаних команд за певну кількість часу відбувається всередині мікропроцесора.

До речі, про те, що там всередині, ви можете дізнатися в статті - «», яка вже з'явилася на блозі. Далі цікавіше, так що, щоб завжди бути в курсі про появу нових статей.

У чому вимірюється і як позначається

У гігагерцах або в мегагерцах, в скороченому вигляді позначається як - ГГц або МГц, Ghz або Mhz.

3.2 Ghz \u003d 3200 Mhz - це одне і теж, тільки в різних величинах.

На сайтах, в описі частота позначається по різному. Приклади наведені нижче і виділені синім кольором.

Вплив в роботі та іграх

В роботі за комп'ютером це параметр впливає на:

  • продуктивність системи
  • чуйність і швидкість роботи
  • обчислювальну потужність
  • виконання декількох запущених завдань в одне і теж час
  • і багато ін.

Як впливає в іграх? Безпосередньо залежить від того, скільки потрібно потужності для гри. Виробники рекомендують використовувати від 3,0Ггц і вище. Все залежить саме від самої гри і рекомендацій, які до неї додаються. Де їх дивитися? Можете почитати, в якій детально я все розповів.

Одна з моделей CPU, яка має найбільшу тактову частоту на момент написання статті - це Intel i7-8700K.

Багато звичайно вважають, що це параметр не найважливіший, але цей показник безпосередньо впливає на продуктивність пк, тому якщо у вас є можливість придбати більш високу гігагерцовий, раджу його розглянути.

На мій погляд я б розглядав ось ці оптимальних моделей для різних завдань:

  • INTEL Pentium G5600
  • AMD Ryzen 3 2200G
  • INTEL Core i3 8100
  • INTEL Core i5 8400
  • INTEL Core i7 8700

Для яких завдань вони призначені? Можете подивитися в статті як, щоб потім не пошкодувати.

Ціни не вказую, так як вони завжди змінюються, так що дивіться. Вибір за вами.

Сподіваюся вам стало все зрозуміло. На цьому буду закінчувати. Щоб залишатися в курсі про появу нових, зрозумілих і цікавих статей на моєму блозі, залишайте коментарі, мені завжди цікава ваша думка. Дякуємо за увагу. До зустрічі в нових статтях.

Поділитися