Тактовая частота процессора – это одна из важнейших составляющих компьютера. Раскрываем секреты

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.

Как частота связана с ядрами

Ядро – это, фактически, и есть процессор. Под подразумевается тот самый кристалл, который и заставляет все устройство выполнять определенные операции.

То есть если в той или иной модели два ядра, это значит, что в нем два кристалла, которые соединяются между собой при помощи специальной шины.

Согласно распространенному заблуждению, чем больше ядер, тем больше частота. Не зря ведь сейчас разработчики стараются вместить все больше ядер в них. Но это не так. Если она равна 1 ГГц, даже если в нем 10 ядер, она так и останется 1 ГГц, и не станет 10 ГГц.

Что такое тактовая частота процессора? На что влияет эта характеристика и какими способами ее можно увеличить? Что такое максимальная тактовая частота процессора? Эти вопросы мы разберем в ходе данной статьи.

Понятие о тактовой частоте

Тактовая частота процессора - это один из наиболее важных параметров, характеризующих персональный компьютер, а также все другие устройства, построенные по его принципу. То есть свою тактовую частоту процессора имеют не только персональные компьютеры, но и ноутбуки, нетбуки, ультрабуки, планшетные компьютеры и смартфоны.

Тактовая частота процессора - это параметр, применяемый к отдельным устройствам, которые составляют компьютерную систему. Говоря конкретнее, речь идет о процессоре. На самом деле от тактовой частоты процессора зависит многое, но это не единственная деталь, которая оказывает влияние на работу системы.

Итак, чтобы разобраться с вопросом о тактовой частоте, сначала немного углубимся в словообразование. Что такое “такт” и какое отношение это слово имеет к нашему случаю? Такт есть не что иное, как промежуток времени, имеющий место между повтором двух импульсов. Эти импульсы, в свою очередь, создаются устройством под названием “генератор тактовых частот”. По сути дела, это микросхема, которая отвечает за формирование тактовой частоты, используемой материнской платой и самим процессором. То есть тактовая частота процессора - это та частота, на которой работает устройство.

Принцип действия ГТЧ

Генератор тактовой частоты создает импульсы, которые впоследствии рассылаются по устройству. Они форсируют архитектуру компьютера, попутно создавая синхронизацию между отдельными элементами. То есть ГТЧ является своеобразным “командиром”, который соединяет в одну последовательность рабочие компьютерные звенья. Так вот, чем чаще генератор тактовой частоты будет создавать импульсы, тем лучшее быстродействие будет у компьютера/ноутбука/смартфона и так далее.

Логично предположить, что если генератор тактовой частоты будет отсутствовать, то синхронизации между элементами не будет. Следовательно, устройство не сможет работать. Давайте предположим, что все-таки каким-то образом нам удалось привести такое устройство к жизни. Ну и что дальше? Все части компьютера будут работать на своей частоте в разное время. И что в результате? А в результате быстродействие компьютера снижается в десятки, сотни, а то и в тысячи раз. Разве такое устройство кому-то нужно? Вот в чем и заключается роль генератора тактовой частоты.

В чем измеряется тактовая частота?

Тактовую частоту, согласно международным стандартам, принято измерять как в мегагерцах, так и в гигагерцах. Оба вида измерений верны, скорее, это просто вопрос внешнего вида приставки и количества символов. Обозначения для двух измерений, соответственно, следующие: “МГц” и “ГГц”. Напомним тем, кто забыл, и расскажем тем, кто не знал, о том, что 1 МГц численно равен миллиону тактов, совершаемых в течение одной секунды. А гигагерц - на 3 степени больше. То есть это тысяча мегагерц. Компьютерные технологии не стоят на месте, как и все другие. Они, можно сказать, динамично развиваются, поэтому можно озвучить предположение о том, что в ближайшем будущем может появиться процессор, тактовую частоту которого будут измерять не в мегагерцах и не в гигагерцах, а в терагерцах. Это еще на 3 степени больше.

На что влияет тактовая частота процессора?

Как известно, компьютер, начиная от простых счетов и заканчивая новейшими играми, выполняет некоторый набор операций. Который, кстати, может быть вполне внушительным. Так вот, эти операции совершаются за определенное количество тактов. Следовательно, чем большую тактовую частоту будет иметь процессор, тем быстрее он сможет справляться с задачами. А вместе с этим увеличивается производительность, ускоряются расчеты и загрузка данных в различных приложениях.

О максимальной тактовой частоте

Ни для кого не секрет, что перед выпуском модели процессора в серийное производство его прототип тестируют. Причем тестируют с достаточной нагрузкой, чтобы выявить слабые места и несколько доработать их.

Тестирование процессора проводится при разной тактовой частоте. При этом изменяются и другие условия, такие как давление и температура. Для чего проводятся тесты? Они организуются не только для выявления и устранения неисправностей и неполадок, но и для того, чтобы получить значение, называемой максимальной тактовой частотой. Она обычно указывается в документации устройства, а также в его маркировке. Максимальная тактовая частота есть не что иное, как обыкновенная тактовая частота, которую процессор будет иметь в стандартных условиях.

О возможности регулировки

Вообще современные компьютерные материнские платы позволяют пользователю изменять тактовую частоту. Разумеется, это делается в том или ином диапазоне. Сейчас технологии позволяют процессорам работать на разных частотах в зависимости от выбора. И это, надо сказать, немаловажно, поскольку такой процессор может синхронизировать свою частоту с частотой, которую имеет материнская плата, ведь сам процессор устанавливается именно на нее.

Об увеличении тактовой частоты

Конечно, максимального результата можно достичь, просто-напросто приобретя новый процессор, имеющий повышенную тактовую частоту. Однако это не всегда возможно в финансовом плане, а значит, вопрос о том, как увеличить тактовую частоту процессора без вложения дополнительных средств в это дело, остается открытым.

Говоря в двух словах, разгон процессора совершается не за счет сторонних программ. Это, как и в случае с разгоном видеокарты, откровенная чушь. На самом деле улучшить работу процессора можно, выставив соответствующие настройки в BIOS.

Заключение

Итак, что мы выяснили в ходе данной статьи? Во-первых, тактовая частота процессора - это та частота, на которой работает устройство. Во-вторых, в компьютерах используется генератор тактовой частоты, который создает определенную частоту, синхронизирующую работу отдельных элементов. В-третьих, максимальной частотой процессора называется та частота, на которой работает процессор в нормальных условиях. В-четвертых, разгон процессора, то есть увеличение его тактовой частоты, возможно при помощи изменения настроек в BIOS.

Тактовая частота процессоров Intel, как и процессоров других марок, зависит от модели.

То тактовая частота является наиболее известным параметром. Поэтому необходимо конкретно разобраться с этим понятием. Также, в рамках данной статьи, мы обсудим понимание тактовой частоты многоядерных процессоров , ведь там есть интересные нюансы, которые знают и учитывают далеко не все.

Достаточно продолжительное время разработчики делали ставки именно на повышение тактовой частоты, но со временем, "мода" поменялась и большинство разработок уходят на создание более совершенной архитектуры, увеличения кэш-памяти и развития многоядерности , но и про частоту никто не забывает.

Что же такое тактовая частота процессора?

Для начала нужно разобраться с определением «тактовая частота». Тактовая частота показывает нам, сколько процессор может произвести вычислений в единицу времени. Соответственно, чем больше частота, тем больше операций в единицу времени может выполнить процессор. Тактовая частота современных процессоров, в основном, составляет 1,0-4ГГц. Она определяется умножением внешней или базовой частоты, на определённый коэффициент. Например, процессор Intel Core i7 920 использует частоту шины 133 МГц и множитель 20, в результате чего тактовая частота равна 2660 МГц.

Частоту процессора можно увеличить в домашних условиях, с помощью разгона процессора. Существуют специальные модели процессоров от AMD и Intel , которые ориентированы на разгон самим производителем, к примеру Black Edition у AMD и линейки К-серии у Intel.

Хочу отметить, что при покупке процессора, частота не должна быть для вас решающим фактором выбора, ведь от нее зависит лишь часть производительности процессора.

Понимание тактовой частоты (многоядерные процессоры)

Сейчас, почти во всех сегментах рынка уже не осталось одноядерных процессоров. Ну оно и логично, ведь IT-индустрия не стоит на месте, а постоянно движется вперёд семимильными шагами. Поэтому нужно чётко уяснить, каким образом рассчитывается частота у процессоров, которые имеют два ядра и более.

Посещая множество компьютерных форумов, я заметил, что существует распространенное заблуждение насчёт понимания (высчитывания) частот многоядерных процессоров. Сразу же приведу пример этого неправильного рассуждения: «Имеется 4-х ядерный процессор с тактовой частотой 3 ГГц, поэтому его суммарная тактовая частота будет равна: 4 х 3ГГц=12 ГГц, ведь так?»- Нет, не так.

Я попробую объяснить, почему суммарную частоту процессора нельзя понимать как: « количество ядер х указанную частоту».

Приведу пример: «По дороге идёт пешеход, у него скорость 4 км/ч. Это аналогично одноядерному процессору на N ГГц. А вот если по дороге идут 4 пешехода со скоростью 4 км/ч, то это аналогично 4-ядерному процессору на N ГГц. В случае с пешеходами мы не считаем, что их скорость будет равна 4х4 =16 км/ч, мы просто говорим: "4 пешехода идут со скоростью 4 км/ч" . По этой же причине мы не производим никаких математических действий и с частотами ядер процессора, а просто помним, что 4-ядерный процессор на N ГГц обладает четырьмя ядрами, каждое из которых работает на частоте N ГГц» .

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.

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