Що таке частота ГГц. Як частота впливає на швидкодію процесора

Пам'ять, до якої може адресовиваться CPU.

Ступінь інтеграції мікросхеми   (Чіпа) показує, скільки транзисторів може в ньому вміститися. Для процесора Pentium (80586) Intel - це приблизно 3 млн. Транзисторів на 3,5 см 2.

Розрядність процесора   показує, скільки біт даних він може прийняти і обробити в свої регістрах за один раз (за один такт). Сучасні процесори сімейства Intel Pentium   є 32-розрядними

Робоча тактова частота   визначає швидкість, з якою здійснюються операції в процесорі. Сьогодні робочі частоти процесорів доходять до більш, ніж 1 млрд. Тактів в секунду (1 ГГц).

CPU знаходиться в прямому контакті з оперативною пам'яттю   PC. Дані, які обробляє CPU, повинні тимчасово розташовуватися в RAM і для подальшої обробки знову бувають затребувані з пам'яті. Для CPU86 / 88 ця область адресації розташовується максимум до 1 МБ, процесор 80486 може забезпечити доступ вже до 4 ГБ пам'яті.

Real Address Mode -   режим реальної адресації (або просто реальний режим - Real Mode), повністю сумісний з 8086. У цьому режимі можлива адресація до 1 Мб фізичної пам'яті (на самому справ ?? е, як і у 80286, майже на 64 Кбайт більше).

Protected Virtual Address Mode -   захищений режим віртуальної адресації (або просто захищений режим - Protected Mode). В цьому режимі процесор дозволяє адресувати до 4 Гбайт фізичної пам'яті, через які при використанні механізму сторінкової адресації можуть відображатися до 64 Тбайт віртуальної пам'яті кожного завдання.

Суттєвим доповненням є Virtual 8086 Mode -   режим віртуального процесора 8086. Цей режим є особливим станом завдання захищеного режиму, в якому процесор функціонує як 8086. На одному процесорі в такому режимі можуть паралельно виконуватися кілька завдань з ізольованими одна від одної ресурсами.

Важливою відмінністю елементів оперативної пам'яті   від інших запам'ятовуючих пристроїв є час доступу, що характеризується інтервал часу, протягом якого інформація записується в пам'ять або вилучають із неї. Час доступу для зовнішнього носія даних, такого як жорсткий диск, Виражається в мілісекундах, а для елемента пам'яті воно вимірюється нанос ?? екундамі.

дисководи (Floppy Disk Drive, FDD)   є найстарішими периферійними пристроями   PC. В якості носія інформації в них застосовуються дискети (Floppy)   діаметрами 3,5 "і розмірами 5,25".

Для запису і читання інформації вкрай важливо розбиття дискети на определ ?? енние ділянки - створити логічну структуру. Це виконується шляхом форматування за допомогою спеціальної команди, Наприклад, для DOS - команда Format.   Дискета розбивається на доріжки ( Tracks)   і сектора (Sectors), На рис. показано це розбиття.

Основним критерієм для оцінки вінчестера   є його ємність, тобто максимальний обсяг даних який має бути записаний на носій

При зверненні до великих масивів даних магнітні головки повинні позиціонуватися на диску набагато частіше, ніж при зверненні до невеликих масивів і даними, які послідовно розташовані на диску. Так що швидкість читання і запису визначається середнім часом доступу (A verage Seek Time)   до різних об'єктів на диску. Для кращих IDE і SCSI HDD цей час менше 10 мс.

Швидкість передачі даних пропонується в якості другого параметра для оцінки продуктивності вінчестера. Важливо зауважити, що для сучасних мо ?? їй вона становить 10 МБ / с.

Монітор є пристроєм для візуального відображення інформації. Сигнали, які отримує монітор (числа, символи, графічну інформацію і сигнали синхронізації), формуються відеокартою. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, монітор і відеокарта вдають із себясвоеобразний тандем, який для оптимальної роботи повинен бути налаштований відповідним чином.

Відеокарта.

Для більшості застосувань дозвіл стандарту VGA цілком достатньо. При цьому програми, орієнтовані на графіку, працюють значно краще і швидше (бувають випадки, коли вони навіть не встановлюються, еслг встановлене дозвіл або відеокарта не відповідають їх можливостям), в разі якщо інформаційна щільність екрану вище. Для цього вкрай важливо підвищувати дозвіл. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, стандарт VGA   розвинувся в так званий стандарт Super VGA (SVGA). Стандартна чіткість цього режимі складає 800х600 пікселів.

Відзначимо закономірність: при обсязі відеопам'яті 256 Кб і SVGA-роздільній здатності можна забезпечити тільки 16 кольорів; 512 Кб відеопам'яті дають можливість відобразити вже 256 колірних відтінків при тій же роздільній здатності. Карти, що мають 1 Мб пам'яті, а це зараз вже стало звичайним явищем, дозволяють при цьому ж дозволі досягти відображення 32768, 65536 (HiColor) або навіть 16,7 млн. (TrueColor) колірних відтінків.

За сучасними медико-психологічним оцінками очей людини не сприймає мерехтіння екрану, пов'язані з відновленням зображення, тільки при частоті вертикальної розгортки не менше 70 Гц. При збільшеному вирішенні зображення на екрані монітора починає мерехтіти, що сильно підвищує стомлюваність і негативно позначається на зорі.

Основними споживчими параметрами моніторів   є розмір екрану, крок маски екрана, максимальна частота регенерації зображення і клас захисту.

Найбільш зручні і універсальні монітори з розміром екрану по діагоналі 15 і 17 дюймів. Для роботи з графікою використовуються, монітори і з великими розмірами екрану (19-21 дюйм).

Крок маски екрана визначає чіткість зображення (роздільну здатність). Сьогодні використовується крок 0,25-0,27 мм. Всі монітори з зерном більш 0,28 мм відносяться до категорії "дешевих" і "грубих". Кращі монітори   мають зерно 0,26 мм, а у самого якісного відомого нам монітора (і, природно, найдорожчого) ця величина дорівнює 0,21 мм.

Частота регенерації зображення також визначає чіткість і плавність зображення і повинна бути не нижче 75 Гц.

Клас захисту визначає відповідність монітора вимогам техніки безпеки. Виконання найбільш жорстких вимог до безпеки роботи забезпечує стандарт ТСО-99.

Властивості зображення залежать не тільки від монітора, але і err властивостей і налаштувань плати, розміщеної в системному блоці (відеоадаптера). Монітор і відеоадаптер повинні відповідати один одному (наприклад, сучасний відеоадаптер повинен мати пам'ять не менше 4 Мбайт).

Скажімо кілька слів про торговельні позначеннях. У каталогах і оголошеннях на продаж комп'ютерів набули поширення особливі позначення його характеристик. Метод позначення типу комп'ютера, прийнятий в більшості оголошень, розглянемо на конкретному прикладі:

PIII-600-Intel BX / 64 / 6,4Gb / SVGA 8Mb / CD / SB16 / ATX

Тут PHI - тип процесора - Pentium III;

600 - тактова частота процесора в МГц;

ВХ - тип материнської плати;

64 - об'єм оперативної пам'яті в Мбайт;

6,4Gb - обсяг жорсткого   диска - 6,4 Гбайт;

SVGA - тип відеокарти;

8Mb - обсяг відеопам'яті в Мбайт;

CD - позначає наявність дисковода компакт-дисків;

SB16 - тип звукової карти (Sound Blaster);

Тактова частота. - поняття і види. Класифікація та особливості категорії "Тактова частота." 2014 року, 2015.

Тактова частота процесора -   це кількість коливань за певний проміжок часу(В даному випадку - за секунду). Якщо говорити про персональний комп'ютер, то для нього це показник кількості операцій, які може виконувати процесор за 1 секунду. Пам'ятайте: чим більше показник тактової частоти, тим вища продуктивність комп'ютера.

Які існують різновиди

Це цікаво! Одиниця виміру частоти іменується «герц», а названа вона на честь легендарного німецького вченого-фізика Генріха Рудольфа Герца, який в 1885 році провів унікальний експеримент на підтвердження правильності електромагнітної теорії. Учений довів, що світло - це різновид електромагнітного випромінювання, яке поширюється у вигляді спеціальних хвиль.

Фахівці виділяють 2 різновиди тактової частоти.

1. Зовнішня (впливає на обмін даними між платою оперативної пам'яті і процесором).
2. Внутрішня (впливає на правильність і швидкість роботи всередині процесора).

Цікавий і той факт, що до 1992 року ці два показники, як правило, збігалися, і тільки в результаті впровадження нових технологій фахівцями відомої компанії Intel внутрішня частота була збільшена в 2 рази в порівнянні із зовнішнім. Прикладом такого досягнення став унікальний на той час процесор 80486DX2. Виробник представив громадськості 2 види такого процесора: один - менш потужний (25/50 МГц), інший - з більшою продуктивністю (33/66 МГц). Цей винахід дав серйозний поштовх, в тому числі і для інших виробників, і вони почали активно розробляти і випускати процесори з помітно більшою потужністю.

Варто звернути увагу і на такий важливий момент: тактова частота процесора - це не єдиний критерій оцінки швидкодії і продуктивності комп'ютера. Потрібно враховувати також об'єм кеш-пам'яті і. У деяких процесорах останнього покоління   використовується спеціальна система, що відповідає за автоматичне збільшення тактової частоти ядер процесора. Отже, якщо ви активний геймер і не уявляєте свого життя без щоденного занурення в захоплюючий світ складних, як за сюжетом, так і по графіку, ігор, то вам потрібен. А ось для класичної офісної роботи підійде і сучасний ПК.

Як утворюється тактова частота?

Як відомо, тактові коливання утворюються в результаті дії кристала кварцу, що знаходиться в спеціальному контейнері. Цей пристрій   носить назву «тактовий резонатор». Кристал починає працювати тільки після подачі напруги і освіти коливання електроструму. Далі ці коливання подаються на тактовий генератор, внаслідок чого відбувається перетворення коливань електроструму в імпульси, і вони вже передаються на шини даних.

Пам'ятайте, що саме тактовий генератор відповідає за потрібний такт функціонування всіх компонентів ПК, включаючи шини, оперативну пам'ять і, звичайно ж, центральний процесор. Якщо тактовий генератор працює правильно, все компоненти також будуть функціонувати максимально синхронно та злагоджено.
  Існує і таке поняття, як період тактової частоти.

Період тактової частоти - це мінімальна одиниця, за допомогою якої вимірюється час роботи процесора.

Збільшення частоти шляхом розгону

Взаємодіючи з платою оперативної пам'яті, процесор зазвичай витрачає більше одного такту. Цей показник може бути збільшений штучно, тобто в результаті так званого «», Але, обравши такий шлях, потрібно знати про деякіобмеженнях:

• процесор починає споживати помітно більшу кількість енергії, І з цим моментом може не впоратися встановлений і експлуатований блок живлення, тому варто придбати більш ефективну модель;
• в результаті «розгону» збільшується кількість віддається енергії кристалом, тобто і він, і інші комплектуючі будуть нагріватися швидше(Впоратися з наслідками перегріву допоможе тільки ефективна система охолодження);
• якщо збільшується обсяг подається електроенергії, обов'язково виникають   електромагнітні перешкоди, Зокрема, в роботі шин даних (це може привести до зменшення кількості переданих даних).

Як дізнатися частоту процесора свого комп'ютера?

Є чотири основні способи дізнатися тактову частоту і таким чином визначити продуктивність ПК:

1. Подивитися документацію, надану виробником разом з комп'ютером або ноутбуком. У технічному паспорті обов'язково вказується тип процесора і його тактова частота. Якщо ж біля зазначеної моделі процесора немає напису щодо тактової частоти, її можна дізнатися, ввівши в рядок пошуку будь-якої пошукової системи назву процесора, модель ноутбука і т.д.
2. Дізнатися тактову частоту можна, ознайомившись з властивостями системи ПК. що потрібно для цього зробити? По-перше, зайти в «Панель управління»; по-друге, перейти в розділ «Властивості системи». В даному розділі відображаються показники продуктивності комп'ютера, включаючи тактову частоту.
3. Скористатися можливостями, зайти в який можна, дотримуючись деяким нескладним правилам (для персональних комп'ютерів вони одні, для ноутбуків - інші). Головне, до початку завантаження системи натиснути одну «чарівну» кнопочку (наприклад, Del, Esc або F12).
4. Встановити на свій комп'ютер утиліту CPU-Z, яка є абсолютно безкоштовною, а її основне призначення - допомогти користувачеві дізнатися всю необдімую інформацію про процесор, включаючи його продуктивність і тактову частоту.

Отже, ви вже знаєте, що представляє собою тактова частота персонального комп'ютера або ноутбука, яке значення ці показники мають для швидкості роботи техніки, вмієте визначати частоту, і ми сподіваємося, що ця інформація допоможе вам стати ще більш професійним і успішним користувачем ПК.

Процесор є мабуть найбільш важливою комплектуючої частиною комп'ютера, адже саме він виконує обробку даних. До однієї з найбільш важливих характеристик є тактова частота процесора, Яка вказує на кількість виконуваних операцій за одну секунду. Однак подібне визначення для цього параметра досить мізерний, щоб зрозуміти насправді його важливість, тому постараємося більш детально розібратися в цьому питанні.

Наукове визначення тактової частоти звучить наступним чином: це кількість операцій, які можуть оброблятися протягом однієї секунди і вимірюється в Герцах. Але чому, скажуть багато, за основу була прийнята саме ця одиниця виміру? У фізиці ця величина відображає кількість коливань за певний проміжок часу, тут же по суті все ідентично, тільки замість коливань розраховується кількість операцій, тобто повторюється величина за певний інтервал часу.

Якщо говорити конкретно про процесорах, то в ньому проводяться не ідентичні операції, тут розраховуються всілякі параметри. Ну а відповідно їх сумарна кількість і є тактовою частотою.

Зараз технічні можливості процесора знаходяться на найвищому рівні, Тому величина Герц не використовується, а тут більш прийнятно використовувати мегагерци або гигагерци. Цей крок зроблений тому, щоб не дописувати величезна кількість нулів, тим самим спрощуючи сприйняття людиною величини (див. Таблицю).

Яким чином розраховується тактова частота?

Для того, щоб це зрозуміти, необхідно хоч трохи розбиратися в фізиці, однак постараємося розкрити тему «людським» мовою, щоб це питання було зрозумілий будь-якому користувачеві. Для розуміння цього складного обчислювального процесу, необхідно привести список комплектуючих процесора, які так чи інакше впливають на цей параметр:

• тактовий резонатор - виготовлений з кристала кварцу, який розміщується в спеціальній захисній оболонці;
• тактовий генератор - деталь, яка робить перетворення коливань в імпульси;
• шина даних.

Внаслідок подачі напруги на тактовий резонатор, він утворює коливання електричного струму.

Далі ці коливання передаються на тактовий генератор, який перетворює їх в імпульси. За допомогою шини даних, проводиться їх передача, а результат обчислень вже подається безпосередньо користувачеві.

За такою методикою і виконується розрахунок тактової частоти. І хоч все начебто гранично зрозуміло, безліч людей неправильно сприймають ці обчислення, а відповідно і інтерпретація помилкова. Перш за все це пов'язано з тим, якщо процесор має не одне ядро, а кілька.

Яким чином тактова частота пов'язана з ядрами?

По суті, багатоядерний процесор нічим не відрізняється від одноядерного, крім того, що в ньому міститься не один тактовий резонатор, а два і більше. Для спільної роботи вони з'єднуються додаткової шиною даних.

І саме тут відбувається оману людей: тактова частота декількох ядер не підсумовується. Просто при обробці даних проводиться перерозподіл навантаження на кожне з ядер, але це зовсім не означає, що це буде виконуватися строго пропорційно, та й швидкість обробки від цього не збільшується. Для прикладу, існують деякі ігри, в яких розробники зовсім не допускають можливість перерозподілу навантаження по ядрах і іграшка працює лише на одному.

Для прикладу розглянемо випадок з чотирма пішоходами. Вони йдуть максимально можливим кроком, поруч один з одним і хтось із них несе важку ношу. Якщо він починає втомлюватися, інший може взяти цю поклажу, щоб не втрачати швидкість, але при цьому вони не стануть в цілому йти швидше і раніше досягти кінцевої точки, адже все і так пересуваються на межі своїх можливостей.

До речі кажучи, при, кількість ядер звичайно ж грає роль. Та й виробники стали встановлювати все більша їх кількість, але при цьому слід пам'ятати, що шина даних може банально не справлятися і продуктивність може не те, що збільшитися, а й значно поступатися процесорам з меншою кількістю ядер. Наприклад, в даний момент   компанія Intel випускає процесори I7, в яких може бути розміщено всього два ядра, при цьому він буде обробляти дані набагато швидше, ніж навіть восьми ядерними (як правило дана компанія і не випускала моделей з такою кількістю ядер, процесори AMD   дійсно бувають і десяти ядерними). Розробники просто роблять упор не тільки на збільшенні тактової частоти, а й на архітектурі процесора в цілому. Це може стосуватися, як збільшення шини даних між тактовими резонаторами, так і інших аспектів.

Для синхронізації та узгодження роботи різних пристроїв, що мають різний швидкодію, використовується тактова частота. Будь-яка команда виконується за один або кілька циклів (тактів), а швидкість чергування імпульсів (частота) задає ритм роботи всіх складових системи і багато в чому визначає швидкість роботи. Джерелом тактової частоти є окремий блок - генератор, який представляє собою Чим більше імпульсів за одну секунду подає генератор, тим швидше відбуваються обчислювальні операції, тим швидше працює комп'ютер. Саме так до недавнього часу і було, але з винаходом багатоядерних процесорів ситуація дещо змінилася. Отже, тактова частота - це кількість імпульсів в секунду, які синхронізують роботу комп'ютера.

Сьогодні на продуктивність роботи комп'ютера впливає не тільки тактова частота, а й обсяг кешу, кількість ядер, швидкість роботи відеокарти та архітектура процесора. Наприклад, сучасні мають відносно невисоку тактову частоту, а працюють набагато швидше. Це досягається шляхом програмного поділу обчислювальних операцій між Таким чином, операція при меншій швидкості обробки виконується швидше - збільшується Після появи багатоядерних процесорів підвищення тактової частоти стало не настільки актуальним. Сьогодні швидкість роботи комп'ютера, поряд з цим параметром, визначається і кількістю ядер, і даних в інших частинах системи.

В процесі виготовлення процесори тестуються в різних режимах, при різних температурах і тиску. В результаті тестів визначається максимальна робоча тактова частота, яка і стоїть на маркуванні. Але це не найбільша її значення, існує таке поняття, як розгін процесора, при якому тактова частота набагато зростає.

Виробництво багатоядерних процесорів вирішило ще одну проблему: зменшення температури процесора. Зі збільшенням тактової частоти підвищувався виділення тепла процесором, що вело до перегріву і збоїв в роботі. Багатоядерні процесори дозволили при невисоких частотах збільшити швидкодію. Багато сучасних моделей при неповному завантаженні можуть тимчасово знижувати тактову частоту, скорочуючи енергоспоживання і виділення тепла. За цей час процесор встигає охолоджуватися, що веде до зниження оборотів вентиляторів, зменшення і зниження шумів (на високих оборотах вентилятори «звучать» досить голосно).

Для не меншу роль грає тактова частота відеокарти. Тут є пряма залежність - чим вище цей параметр, тим швидше йде промальовування готових пікселів і вибірка текстурних даних. Але встановлювати високошвидкісну відеокарту і мати низкоскоростной процесор і ОЗУ невеликого обсягу не має сенсу. Параметри всіх цих пристроїв повинні бути збалансовані. Тільки в цьому випадку комп'ютер буде працювати з високою швидкістю і без збоїв.

Принципова схема процесора

керуючий блок   - керує роботою всіх блоків процесора.

Арифметико-логічний блок   - виконує арифметичні і логічні обчислення.

регістри   - блок зберігання даних і проміжних результатів обчислень - внутрішня оперативна пам'ять процесора.

блок декодування   - перетворює дані в двійкову систему.

Блок попередньої вибірки   - отримує команду від пристрою (клавіатура і т.д.) і запитує інструкції в системній пам'яті.

Кеш-пам'ять (або просто кеш) 1-го рівня   - зберігає часто використовуються інструкції і дані.

Кеш-пам'ять 2-го рівня   - зберігає часто використовуються дані.

блок шини   - служить для введення і виведення інформації.

Ця схема відповідає процесорам архітектури P6. З цієї архітектурі створювалися процесори з Pentium Pro до Pentium III. Процесори Pentium 4 виготовляються по новій архітектурі Intel® NetBurst. В процесорах Pentium 4 кеш 1-го рівня поділений на дві частини - кеш даних і кеш команд.

характеристики процесора

Основними характеристиками процесора є його тактова частота, розрядність і розміри кеша 1-го і 2-го рівня.

Частота - це кількість коливань в секунду. Тактова частота - це кількість тактів в секунду. У застосуванні до процесора:

Тактова частота   - це кількість операцій, яке процесор може виконати в секунду.

Тобто чим більше операцій в секунду може виконувати процесор, тим швидше він працює. Наприклад, процесор з тактовою частотою 40 МГц виконує 40 мільйонів операцій в секунду, з частотою 300 Мг - 300 мільйонів операцій в секунду, з частотою 1 ГГц - 1 мільярд операцій у секунду.

До 2003 року тактова частота процесорів досягла 3 ГГц.

Існує два типи тактової частоти - внутрішня і зовнішня.

Внутрішня тактова частота   - це тактова частота, з якою відбувається робота всередині процесора.

Зовнішня тактова частота або частота системної шини   - це тактова частота, з якою відбувається обмін даними між процесором і оперативною пам'яттю комп'ютера.

До 1992 року в процесорах внутрішня і зовнішня частоти збігалися, а в 1992 році компанія Intel представила процесор 80486DX2, в якому внутрішня і зовнішня частоти були різні - внутрішня частота була в 2 рази більше зовнішньої. Було випущено два типи таких процесорів з частотами 25/50 МГц і 33/66 МГц, потім Intel випустила процесор 80486DX4 з потроєною внутрішньої частотою (33/100 МГц).

З цього часу інші компанії-виробники також стали випускати процесори з подвоєною внутрішньої частотою, а компанія IBM почала випускати процесори з потроєною внутрішньої частотою (25/75 МГц, 33/100 МГц і 40/120 МГц).

В сучасних процесорах, Наприклад, при тактовій частоті процесора 3 ГГц, частота системної шини 800 МГц.

Розрядність процесора   визначаєтьсярозрядністю його регістрів.

Комп'ютер може оперувати одночасно обмеженим набором одиниць інформації. Цей набір залежить від розрядності внутрішніх регістрів. Розряд - це сховище одиниці інформації. За один робочий такт комп'ютер може обробити кількість інформації, яке може поміститися в регістрах. Якщо регістри можуть зберігати 8 одиниць інформації, то вони 8-розрядний, і процесор 8-розрядний, якщо регістри 16-розрядні, то і процесор 16-розрядний і т.д. Чим більша розрядність процесора, тим більша кількість інформації він може обробити за один такт, а значить, тим швидше працює процесор.

Процесор Pentium 4 є 32-розрядним.

Об'єм кеш-пам'яті 1-го і 2-го рівня   також впливає на продуктивність процесора.

У процесорі Pentium III кеш-пам'ять 1-го рівня становить 16 Кб, кеш-пам'ять 2-го рівня 256 Кб.

В процесорах Pentium 4 кеш-пам'ять 1-го рівня для даних має обсяг 8 Кб, кеш-пам'ять 1-го рівня для команд розрахований на 12000 інструкцій в порядку їх виконання, а об'єм кеш-пам'яті 2-го рівня становить 512 Кб.