เกณฑ์หลักในการเลือกโปรเซสเซอร์สำหรับคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่คือ ผลงาน- ยิ่งโต. โปรเซสเซอร์ทำงานเร็วยิ่งทำงานได้เร็วขึ้นด้วย โปรแกรมต่างๆยูทิลิตี้และระบบปฏิบัติการนั่นเอง ความเร็วของโปรเซสเซอร์ขึ้นอยู่กับตามที่กล่าวไว้แล้ว ความถี่สัญญาณนาฬิกา, วัดใน เมกะเฮิรตซ์ (MHz) และ กิกะเฮิรตซ์ (กิกะเฮิรตซ์) นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับปริมาณด้วย หน่วยความจำแคชระดับแรกและระดับต่อมา ความถี่บัสข้อมูล (FSB)และ ความจุของโปรเซสเซอร์.

เมกะเฮิรตซ์คือหนึ่งล้านการสั่นสะเทือนต่อวินาทีในขณะที่กิกะเฮิรตซ์แสดงถึงการสั่นสะเทือนหนึ่งพันล้านครั้งต่อวินาที เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่า ยิ่งโปรเซสเซอร์ทำงานด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงเท่าใด ประสิทธิภาพก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงเสมอไป ยิ่งไปกว่านั้น ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบนั้นขึ้นอยู่กับโปรเซสเซอร์เป็นอย่างมาก แต่ยังขึ้นอยู่กับส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดด้วย สมมติว่าคุณซื้อโปรเซสเซอร์ 3 GHz Core i3 แต่ติดตั้งเพียง 2048 MB และยังใช้ด้วยความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลต่ำอีกด้วย ด้วยการกำหนดค่านี้ ความแตกต่างในประสิทธิภาพระหว่างโปรเซสเซอร์ 2 และ 3 GHz แทบจะมองไม่เห็น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของส่วนประกอบที่ช้าที่สุด ไม่ว่าจะเป็นโปรเซสเซอร์, RAM, ฮาร์ดไดรฟ์หรือแม้แต่พาวเวอร์ซัพพลาย (เพราะถ้าพาวเวอร์ซัพพลายไม่เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ o การทำงานที่มั่นคงคุณสามารถลืมคอมพิวเตอร์ของคุณได้อย่างสมบูรณ์)

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์และการจับภาพ

มาดูคำถามว่าทำไม ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ไม่รับประกันประสิทธิภาพสูง ความถี่สัญญาณนาฬิกาตามชื่อของมันประกอบด้วย เต้น,หรือ รอบระยะเวลานาฬิกาการดำเนินการแต่ละครั้งที่ทำโดยโปรเซสเซอร์จะใช้เวลาหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกาและรอบรอหลายรอบ วงจรการรอคือวงจร "ว่าง" เช่น ช่วงเวลานาฬิกาซึ่งไม่มีการดำเนินการใด ๆ จำเป็นต้องมีรอบการรอเพื่อให้แน่ใจว่า การดำเนินการแบบซิงโครนัสส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ที่มีความเร็วต่างกัน ใช้ในการดำเนินการคำสั่งต่างๆ ปริมาณที่แตกต่างกันเต้น ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ คอร์ i3สามารถดำเนินการได้อย่างน้อย 12 คำสั่งต่อรอบสัญญาณนาฬิกา ยิ่งรอบสัญญาณนาฬิกาที่จำเป็นในการดำเนินการคำสั่งน้อยลงเท่าใด โปรเซสเซอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ ปัจจัยอื่นๆ ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน เช่น ขนาดของแคชระดับแรก/วินาที

โปรเซสเซอร์ Core I และ Athlon IIพวกเขามีสถาปัตยกรรมภายในที่แตกต่างกัน ดังนั้นคำสั่งจึงดำเนินการต่างกัน ด้วยเหตุนี้ จึงไม่สามารถเปรียบเทียบโปรเซสเซอร์เหล่านี้ตามความเร็วสัญญาณนาฬิกาได้ ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ แอธลอน II X4 641ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกา 2.8 GHz มีประสิทธิภาพเทียบเคียงได้โดยประมาณ โปรเซสเซอร์หลัก I3 ทำงานที่ 3 GHz

ดังที่ทราบกันดีว่าความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์คือจำนวนการดำเนินการที่ทำต่อหน่วยเวลาในหน่วยนิ้ว ในกรณีนี้ในไม่กี่วินาที

แต่คำจำกัดความนี้ไม่เพียงพอที่จะเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าแนวคิดนี้หมายถึงอะไรและมีความสำคัญต่อเราผู้ใช้ทั่วไปอย่างไร

คุณสามารถค้นหาบทความมากมายเกี่ยวกับหัวข้อนี้บนอินเทอร์เน็ต แต่บทความทั้งหมดขาดหายไปบางอย่าง

บ่อยกว่านั้น “บางสิ่ง” นี้เป็นกุญแจสำคัญที่สามารถเปิดประตูสู่ความเข้าใจได้ ดังนั้นเราจึงพยายามรวบรวมข้อมูลพื้นฐานทั้งหมดราวกับว่ามันเป็นปริศนา และรวมเข้าด้วยกันเป็นภาพองค์รวมเพียงภาพเดียว

คำจำกัดความโดยละเอียด

ดังนั้น ความเร็วสัญญาณนาฬิกาคือจำนวนการดำเนินการที่โปรเซสเซอร์สามารถทำได้ต่อวินาที ค่านี้วัดเป็นเฮิรตซ์

หน่วยการวัดนี้ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชื่อดังที่ทำการทดลองโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาเป็นระยะ นั่นคือ กระบวนการทำซ้ำ

เฮิรทซ์เกี่ยวอะไรกับการดำเนินงานในไม่กี่วินาที?

คำถามนี้เกิดขึ้นเมื่ออ่านบทความส่วนใหญ่บนอินเทอร์เน็ตจากผู้ที่ไม่ได้เรียนฟิสิกส์ที่โรงเรียนเป็นอย่างดี (อาจจะไม่ใช่ความผิดของพวกเขาเอง) ความจริงก็คือหน่วยนี้ระบุความถี่อย่างแม่นยำนั่นคือจำนวนการทำซ้ำของกระบวนการเดียวกันเป็นระยะต่อวินาที

ช่วยให้คุณสามารถวัดไม่เพียงแต่จำนวนการดำเนินการเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวบ่งชี้อื่นๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น หากคุณทำ 3 รายการต่อวินาที อัตราการหายใจของคุณจะเท่ากับ 3 เฮิรตซ์

สำหรับโปรเซสเซอร์ การดำเนินการต่างๆ สามารถทำได้ที่นี่ ซึ่งรวมไปถึงการคำนวณพารามิเตอร์บางอย่าง ที่จริงแล้วจำนวนการคำนวณของพารามิเตอร์เดียวกันต่อวินาทีเรียกว่าความถี่สัญญาณนาฬิกา

ง่ายขนาดไหน!

ในทางปฏิบัติ แนวคิด "เฮิรตซ์" ไม่ค่อยมีคนใช้มากนัก โดยบ่อยครั้งที่เราได้ยินเกี่ยวกับเมกะเฮิร์ตซ์ กิโลเฮิร์ตซ์ และอื่นๆ ตารางที่ 1 แสดง "การถอดรหัส" ของค่าเหล่านี้

ตารางที่ 1. การกำหนด

ปัจจุบันตัวแรกและตัวสุดท้ายไม่ค่อยได้ใช้มากนัก

นั่นคือถ้าคุณได้ยินว่ามี 4 GHz ก็สามารถดำเนินการได้ 4 พันล้านรายการต่อวินาที

ไม่เลย! นี่คือค่าเฉลี่ยในวันนี้ แน่นอนว่าอีกไม่นานเราจะได้ยินเกี่ยวกับโมเดลที่มีความถี่เทระเฮิรตซ์หรือมากกว่านั้นอีก

มันมีรูปแบบอย่างไร

จึงมีอุปกรณ์ดังนี้

• เครื่องสะท้อนสัญญาณนาฬิกา - เป็นคริสตัลควอตซ์ธรรมดาที่บรรจุอยู่ในภาชนะป้องกันพิเศษ
• เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา - อุปกรณ์ที่แปลงการสั่นแบบหนึ่งไปเป็นอีกแบบหนึ่ง
• ฝาครอบโลหะ
• บัสข้อมูล
• วัสดุพิมพ์ textolite ที่ติดตั้งอุปกรณ์อื่นทั้งหมด

ดังนั้นคริสตัลควอตซ์ซึ่งก็คือตัวสะท้อนเสียงของนาฬิกาจึงก่อให้เกิดการแกว่งเนื่องจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้า ส่งผลให้เกิดการสั่นของกระแสไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาติดอยู่กับวัสดุพิมพ์ซึ่งจะแปลง การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าเข้าสู่แรงกระตุ้น พวกมันจะถูกส่งไปยังดาต้าบัสและทำให้ผลลัพธ์ของการคำนวณไปถึงผู้ใช้

นี่คือวิธีการรับความถี่สัญญาณนาฬิกา เป็นเรื่องที่น่าสนใจเกี่ยวกับ แนวคิดนี้มีความเข้าใจผิดมากมาย โดยเฉพาะเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างนิวเคลียสและความถี่ ดังนั้นนี่จึงควรค่าแก่การพูดถึงเช่นกัน

ความถี่เกี่ยวข้องกับคอร์อย่างไร

อันที่จริงแกนกลางคือโปรเซสเซอร์ แกนกลางหมายถึงคริสตัลที่บังคับให้อุปกรณ์ทั้งหมดดำเนินการบางอย่าง นั่นคือหากโมเดลใดโมเดลหนึ่งมีสองคอร์ หมายความว่าโมเดลนั้นประกอบด้วยคริสตัลสองตัวที่เชื่อมต่อถึงกันโดยใช้บัสพิเศษ

ตามความเข้าใจผิดทั่วไป ยิ่งมีคอร์มากเท่าไหร่ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความถี่ที่สูงขึ้น- ไม่ใช่เพื่ออะไรที่นักพัฒนาพยายามที่จะใส่แกนประมวลผลให้มากขึ้นเรื่อยๆ แต่นั่นไม่เป็นความจริง หากเป็น 1 GHz ถึงแม้จะมี 10 คอร์ ก็ยังคงเป็น 1 GHz และจะไม่กลายเป็น 10 GHz

CPU - หน่วยประมวลผลกลางหรืออุปกรณ์ประมวลผลกลาง เป็นวงจรรวมที่ดำเนินการคำสั่งเครื่อง ภายนอก CPU สมัยใหม่จะดูเหมือนบล็อกเล็กๆ ขนาดประมาณ 4-5 ซม. โดยมีหน้าสัมผัสพินอยู่ด้านล่าง แม้ว่าจะเป็นเรื่องปกติที่จะเรียกบล็อกนี้ก็ตาม วงจรรวมตั้งอยู่ภายในเคสนี้ และเป็นคริสตัลซิลิคอนที่ใช้กับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้การพิมพ์หิน

ด้านบนของเคส CPU ทำหน้าที่กระจายความร้อนที่เกิดจากทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัว ที่ด้านล่างมีหน้าสัมผัสที่จำเป็นในการเชื่อมต่อชิป เมนบอร์ดใช้ซ็อกเก็ต - ขั้วต่อเฉพาะ CPU เป็นส่วนที่ทรงพลังที่สุดของคอมพิวเตอร์

ความถี่สัญญาณนาฬิกาเป็นพารามิเตอร์สำคัญของการทำงานของโปรเซสเซอร์ และผลกระทบที่ส่งผลต่อ

โดยทั่วไปประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์จะวัดจากความเร็วสัญญาณนาฬิกา นี่คือจำนวนการดำเนินการหรือรอบสัญญาณนาฬิกาที่ CPU สามารถทำได้ในวินาที โดยพื้นฐานแล้วคือเวลาที่โปรเซสเซอร์ใช้ในการประมวลผลข้อมูล ประเด็นสำคัญก็คือสถาปัตยกรรมและการออกแบบ CPU ที่แตกต่างกันสามารถดำเนินการได้ ปริมาณที่แตกต่างกันเต้น นั่นคือ CPU หนึ่งตัวสำหรับงานบางอย่างอาจต้องใช้หนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกาและอีกอัน - 4 ดังนั้นอันแรกอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าด้วยค่า 200 MHz เทียบกับอันที่สองที่มีค่า 600 MHz

นั่นคือความถี่สัญญาณนาฬิกาไม่ได้ให้จริงๆ ความคมชัดเต็มรูปแบบประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ ซึ่งโดยปกติแล้วหลายๆ คนจะอยู่ในตำแหน่งดังกล่าว แต่เราคุ้นเคยกับการประเมินตามบรรทัดฐานที่กำหนดไว้ไม่มากก็น้อย ตัวอย่างเช่นสำหรับ โมเดลที่ทันสมัยช่วงตัวเลขปัจจุบันอยู่ระหว่าง 2.5 ถึง 3.7 GHz และมักจะสูงกว่า โดยธรรมชาติแล้วยิ่งค่ายิ่งสูงก็ยิ่งดี อย่างไรก็ตามนี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีโปรเซสเซอร์ในตลาดที่มีความถี่ต่ำกว่า แต่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา

ส่วนประกอบพีซีทั้งหมดใช้งานได้ ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน- ตัวอย่างเช่น บัสระบบอาจเป็น 100 MHz, CPU อาจเป็น 2.8 GHz และ RAM อาจเป็น 800 MHz เส้นฐานสำหรับระบบถูกกำหนดโดยตัวสร้างสัญญาณนาฬิกา

บ่อยที่สุดใน คอมพิวเตอร์สมัยใหม่มีการใช้ชิปสร้างที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งจะกำหนดค่าสำหรับแต่ละส่วนประกอบแยกกัน หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดพัลส์นาฬิกาที่ง่ายที่สุดคือการสร้างพัลส์ไฟฟ้าในช่วงเวลาหนึ่ง ตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ นาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์- โดยการนับเห็บ วินาทีจะเกิดขึ้น จากนั้นจึงเกิดเป็นนาทีและชั่วโมง เราจะพูดถึงสิ่งที่ Gigahertz, Megahertz ฯลฯ ในภายหลัง

ความเร็วของคอมพิวเตอร์และแล็ปท็อปขึ้นอยู่กับความถี่สัญญาณนาฬิกา

ความถี่ของโปรเซสเซอร์จะรับผิดชอบต่อจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาที่คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ในหนึ่งวินาที ซึ่งจะสะท้อนถึงประสิทธิภาพตามลำดับ อย่างไรก็ตาม อย่าลืมว่าสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันใช้จำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาที่แตกต่างกันในการแก้ปัญหาเดียว นั่นคือ "การวัดตามตัวบ่งชี้" มีความเกี่ยวข้องภายในโปรเซสเซอร์อย่างน้อยหนึ่งคลาส

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์แบบ single-core ในคอมพิวเตอร์และแล็ปท็อปได้รับผลกระทบจากอะไร

CPU แบบซิงเกิลคอร์นั้นหาได้ยากในธรรมชาติอีกต่อไป แต่คุณสามารถใช้มันเป็นตัวอย่างได้ แกนประมวลผลหนึ่งคอร์ประกอบด้วยหน่วยทางคณิตศาสตร์-ลอจิคัลอย่างน้อยหนึ่งชุด ชุดของรีจิสเตอร์ ระดับแคชสองสามระดับ และตัวประมวลผลร่วม

ความถี่ที่ส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้ปฏิบัติงานส่งผลโดยตรง ประสิทธิภาพโดยรวมซีพียู แต่ขอย้ำอีกครั้งด้วยสถาปัตยกรรมและกลไกการดำเนินการคำสั่งที่ค่อนข้างคล้ายกัน

จำนวนคอร์ในแล็ปท็อปได้รับผลกระทบจากอะไร

แกน CPU ไม่รวมกัน นั่นคือหาก 4 คอร์ทำงานที่ 2 GHz นี่ไม่ได้หมายความว่ามูลค่ารวมของพวกมันคือ 8 GHz เพราะหน้าที่การงานใน สถาปัตยกรรมแบบมัลติคอร์จะถูกดำเนินการไปพร้อมๆ กัน นั่นคือชุดคำสั่งบางชุดจะถูกกระจายไปยังคอร์เป็นส่วน ๆ และหลังจากการดำเนินการแต่ละครั้งจะมีการสร้างการตอบสนองทั่วไป

ด้วยวิธีนี้งานบางอย่างจะเสร็จเร็วขึ้น ปัญหาทั้งหมดก็คือไม่ใช่ทุกคน ซอฟต์แวร์สามารถทำงานกับหลายเธรดพร้อมกันได้ นั่นคือจนถึงขณะนี้แอปพลิเคชันส่วนใหญ่ใช้เพียงคอร์เดียวเท่านั้น แน่นอนว่ามีกลไกในระดับหนึ่ง ระบบปฏิบัติการซึ่งสามารถทำงานแบบขนานบนคอร์ที่แตกต่างกันได้ เช่น แอปพลิเคชันหนึ่งโหลดหนึ่งคอร์ อีกอันหนึ่งโหลดคอร์ที่สอง เป็นต้น แต่สิ่งนี้ยังต้องใช้ทรัพยากรระบบด้วย แต่โดยทั่วไปแล้ว โปรแกรมและเกมที่ได้รับการปรับปรุงจะทำงานได้ดีกว่ามากบนระบบมัลติคอร์

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์วัดได้อย่างไร?

หน่วยการวัดเฮิรตซ์มักจะระบุจำนวนครั้งที่กระบวนการเป็นระยะถูกดำเนินการในหนึ่งวินาที นี่คือสิ่งที่กลายเป็น ทางออกที่ดีสำหรับหน่วยที่จะวัดความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ ตอนนี้การทำงานของชิปทั้งหมดเริ่มวัดเป็นเฮิรตซ์ ตอนนี้มันเป็น GHz Giga เป็นคำนำหน้าที่ระบุว่ามี 1000000000 เฮิรตซ์ ตลอดประวัติศาสตร์ของพีซี set-top box มีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง - KHz จากนั้น MHz และตอนนี้ GHz มีความเกี่ยวข้องมากที่สุด ในข้อมูลจำเพาะของ CPU คุณยังสามารถค้นหาคำย่อภาษาอังกฤษ - MHz หรือ GHz คำนำหน้าดังกล่าวมีความหมายเหมือนกับในภาษาซีริลลิก

วิธีค้นหาความถี่โปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ของคุณ

สำหรับห้องผ่าตัด ระบบวินโดวส์มีหลายอย่าง วิธีง่ายๆทั้งประจำและด้วยความช่วยเหลือ โปรแกรมของบุคคลที่สาม- ที่ง่ายที่สุดและชัดเจนที่สุดคือการคลิก คลิกขวาบนไอคอน "My Computer" และไปที่คุณสมบัติ ถัดจากชื่อของ CPU และคุณลักษณะ ความถี่จะถูกระบุ

จาก โซลูชันของบุคคลที่สามคุณสามารถใช้โปรแกรม CPU-Z ขนาดเล็ก แต่เป็นที่รู้จัก คุณเพียงแค่ต้องดาวน์โหลด ติดตั้ง และรันมัน ในหน้าต่างหลักจะแสดงความเร็วสัญญาณนาฬิกาปัจจุบัน นอกจากข้อมูลนี้แล้ว ยังแสดงข้อมูลที่เป็นประโยชน์อื่นๆ อีกมากมาย

โปรแกรมซีพียู-Z

วิธีเพิ่มผลผลิต

มีสองวิธีหลัก: เพิ่มตัวคูณและความถี่ บัสระบบ- ตัวคูณคือค่าสัมประสิทธิ์ที่แสดงอัตราส่วน ความถี่พื้นฐานโปรเซสเซอร์ไปยังบัสระบบพื้นฐาน

เป็นการตั้งค่าจากโรงงานและสามารถล็อคหรือปลดล็อคในอุปกรณ์ปลายทางได้ หากสามารถเปลี่ยนตัวคูณได้ หมายความว่าคุณสามารถเพิ่มความถี่ของโปรเซสเซอร์ได้โดยไม่ต้องทำการเปลี่ยนแปลงการทำงานของส่วนประกอบอื่นๆ แต่ในทางปฏิบัติ วิธีการนี้ไม่ได้ให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น เนื่องจากส่วนที่เหลือไม่สามารถตาม CPU ได้ การเปลี่ยนตัวบ่งชี้บัสระบบจะทำให้ค่าของส่วนประกอบทั้งหมดเพิ่มขึ้น: โปรเซสเซอร์, RAM, ทิศเหนือและ สะพานใต้- นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดและ วิธีที่มีประสิทธิภาพโอเวอร์คล็อกคอมพิวเตอร์ของคุณ

คุณสามารถโอเวอร์คล็อกพีซีโดยรวมได้โดยเพิ่มแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะเพิ่มความเร็วของทรานซิสเตอร์ CPU และในขณะเดียวกันก็ความถี่ด้วย แต่วิธีนี้ค่อนข้างซับซ้อนและอันตรายสำหรับผู้เริ่มต้น ส่วนใหญ่จะใช้โดยผู้ที่มีประสบการณ์ในการโอเวอร์คล็อกและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แผนภาพวงจรโปรเซสเซอร์

บล็อกควบคุม- ควบคุมการทำงานของบล็อคตัวประมวลผลทั้งหมด

บล็อกลอจิกเลขคณิต- ทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกะ

ลงทะเบียน- หน่วยจัดเก็บข้อมูลและ ผลลัพธ์ระดับกลางคอมพิวเตอร์ - RAM ภายในของโปรเซสเซอร์

บล็อกถอดรหัส- แปลงข้อมูลเป็นระบบไบนารี

ดึงข้อมูลบล็อกล่วงหน้า- รับคำสั่งจากอุปกรณ์ (แป้นพิมพ์ ฯลฯ) และขอคำแนะนำจากหน่วยความจำระบบ

แคชระดับ 1 (หรือเพียงแค่แคช)- เก็บคำแนะนำและข้อมูลที่ใช้บ่อย

แคชระดับ 2- เก็บข้อมูลที่ใช้บ่อย

บล็อกบัส- ทำหน้าที่รับเข้าและส่งออกข้อมูล

รูปแบบนี้สอดคล้องกับโปรเซสเซอร์สถาปัตยกรรม P6 สถาปัตยกรรมนี้ถูกใช้เพื่อสร้างโปรเซสเซอร์ด้วย เพนเทียม โปรถึง เพนเทียม III- โปรเซสเซอร์ Pentium 4 ผลิตขึ้นตาม สถาปัตยกรรมใหม่ Intel® เน็ตเบิร์สท์ ใน โปรเซสเซอร์เพนเทียม 4 แคชระดับ 1 แบ่งออกเป็นสองส่วน - แคชข้อมูลและแคชคำสั่ง

ข้อมูลจำเพาะของโปรเซสเซอร์

ลักษณะสำคัญของโปรเซสเซอร์คือความเร็วสัญญาณนาฬิกา ความกว้างบิต และขนาดของแคชระดับที่ 1 และ 2

ความถี่คือจำนวนการสั่นสะเทือนต่อวินาที ความเร็วสัญญาณนาฬิกาคือจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาต่อวินาที ตามที่ใช้กับโปรเซสเซอร์:

ความถี่สัญญาณนาฬิกาคือจำนวนการดำเนินการที่โปรเซสเซอร์สามารถทำได้ต่อวินาที

เหล่านั้น. ยิ่งโปรเซสเซอร์สามารถทำงานได้ต่อวินาทีมากเท่าใด โปรเซสเซอร์ก็จะยิ่งทำงานเร็วขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นโปรเซสเซอร์ที่มีความถี่สัญญาณนาฬิกา 40 MHz ดำเนินการ 40 ล้านการดำเนินการต่อวินาทีด้วยความถี่ 300 MHz - 300 ล้านการดำเนินการต่อวินาทีด้วยความถี่ 1 GHz - 1 พันล้านการดำเนินการต่อวินาที

ภายในปี 2546 ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ถึง 3 GHz

ความเร็วสัญญาณนาฬิกามีสองประเภท - ภายในและภายนอก

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาภายใน- นี่คือความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ทำงานภายในโปรเซสเซอร์

ความถี่สัญญาณนาฬิกาภายนอกหรือความถี่บัสระบบ- นี่คือความถี่สัญญาณนาฬิกาที่เกิดการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์และ แรมคอมพิวเตอร์.

จนถึงปี 1992 โปรเซสเซอร์มีความถี่ภายในและภายนอกเท่ากัน และในปี 1992 บริษัทอินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 80486DX2 ซึ่งความถี่ภายในและภายนอกแตกต่างกัน - ความถี่ภายในสูงกว่าความถี่ภายนอก 2 เท่า โปรเซสเซอร์ดังกล่าวสองประเภทเปิดตัวด้วยความถี่ 25/50 MHz และ 33/66 MHz จากนั้น Intel ได้เปิดตัวโปรเซสเซอร์ 80486DX4 ที่มีสามเท่า ความถี่ภายใน(33/100 เมกะเฮิรตซ์)

ตั้งแต่เวลานั้นเป็นต้นมา บริษัทผู้ผลิตอื่นๆ ก็เริ่มผลิตโปรเซสเซอร์ที่มีความถี่ภายในเป็นสองเท่า และ บริษัทไอบีเอ็มเริ่มผลิตโปรเซสเซอร์ที่มีความถี่ภายในสามเท่า (25/75 MHz, 33/100 MHz และ 40/120 MHz)

ใน โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยตัวอย่างเช่น ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ 3 GHz ความถี่บัสระบบคือ 800 MHz

ขนาดโปรเซสเซอร์กำหนดโดยความจุของการลงทะเบียน

คอมพิวเตอร์สามารถทำงานพร้อมกันกับชุดข้อมูลจำนวนจำกัด ชุดนี้ขึ้นอยู่กับความลึกบิตของรีจิสเตอร์ภายใน ตัวเลขเป็นหน่วยเก็บข้อมูล ในรอบการทำงานหนึ่ง คอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลปริมาณข้อมูลที่สามารถบรรจุลงในรีจิสเตอร์ได้ หากรีจิสเตอร์สามารถเก็บข้อมูลได้ 8 หน่วย แสดงว่าเป็น 8 บิต และตัวประมวลผลจะเป็น 8 บิต ถ้ารีจิสเตอร์เป็น 16 บิต ตัวประมวลผลจะเป็น 16 บิต เป็นต้น ยิ่งความจุบิตของโปรเซสเซอร์สูงขึ้นเท่าใด มากกว่าสามารถประมวลผลข้อมูลได้ในหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา ซึ่งหมายความว่าโปรเซสเซอร์จะทำงานได้เร็วยิ่งขึ้น

โปรเซสเซอร์ Pentium 4 เป็นแบบ 32 บิต

ขนาดแคชระดับ 1 และ 2ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ด้วย

โปรเซสเซอร์ Pentium III มีแคชระดับ 1 ขนาด 16 KB และแคชระดับ 2 ขนาด 256 KB

โปรเซสเซอร์ Pentium 4 มีแคชข้อมูล L1 ขนาด 8 KB, แคชคำสั่ง L1 จำนวน 12,000 ลำดับ และแคชคำสั่ง L2 ขนาด 512 KB

โปรเซสเซอร์อาจเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของคอมพิวเตอร์ เนื่องจากเป็นส่วนประกอบที่ประมวลผลข้อมูล ถึงที่สุดแห่งหนึ่ง ลักษณะสำคัญเป็น ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ซึ่งระบุจำนวนการดำเนินการที่ทำต่อวินาที อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความของพารามิเตอร์นี้ค่อนข้างน้อยที่จะเข้าใจถึงความสำคัญของพารามิเตอร์ดังกล่าว ดังนั้นเราจะพยายามทำความเข้าใจปัญหานี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น

คำจำกัดความทางวิทยาศาสตร์ของความเร็วสัญญาณนาฬิกามีดังนี้ คือจำนวนการดำเนินการที่สามารถประมวลผลได้ภายในหนึ่งวินาทีและวัดเป็นเฮิรตซ์ แต่ทำไมหลายคนถึงบอกว่าหน่วยวัดนี้ใช้เป็นพื้นฐานล่ะ? ในวิชาฟิสิกส์ ค่านี้สะท้อนถึงจำนวนการแกว่งในช่วงเวลาหนึ่ง แต่ที่นี่ทุกอย่างจะเหมือนกันโดยพื้นฐานแล้ว แทนที่จะเป็นการแกว่งเท่านั้น จำนวนการดำเนินการจะถูกคำนวณ นั่นคือค่าซ้ำในช่วงเวลาหนึ่ง

หากเราพูดถึงโปรเซสเซอร์โดยเฉพาะ จะมีการคำนวณพารามิเตอร์ทุกประเภทที่นี่ ดังนั้นจำนวนรวมของพวกเขาคือความถี่สัญญาณนาฬิกา

ตอนนี้ ความสามารถทางเทคนิคโปรเซสเซอร์เปิดอยู่ ระดับสูงสุดดังนั้นจึงไม่ได้ใช้ค่าเฮิรตซ์ และที่นี่เป็นที่ยอมรับมากกว่าที่จะใช้เมกะเฮิรตซ์หรือกิกะเฮิรตซ์ ขั้นตอนนี้ดำเนินการเพื่อไม่ให้เพิ่มศูนย์จำนวนมาก จึงทำให้การรับรู้คุณค่าของมนุษย์ง่ายขึ้น (ดูตาราง)

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาคำนวณอย่างไร?

เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ คุณต้องเข้าใจฟิสิกส์เล็กน้อย แต่เราจะพยายามอธิบายหัวข้อนี้เป็นภาษา "มนุษย์" เพื่อให้ผู้ใช้ทุกคนสามารถเข้าใจคำถามนี้ได้ เพื่อทำความเข้าใจความซับซ้อนนี้ กระบวนการคำนวณจำเป็นต้องจัดเตรียมรายการส่วนประกอบโปรเซสเซอร์ที่ส่งผลต่อพารามิเตอร์นี้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง:

• ตัวสะท้อนสัญญาณนาฬิกา - ทำจากคริสตัลควอตซ์ซึ่งวางอยู่ในเปลือกป้องกันพิเศษ
• เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา - ส่วนที่แปลงการแกว่งเป็นพัลส์
• บัสข้อมูล

เนื่องจากการใช้แรงดันไฟฟ้ากับตัวสะท้อนสัญญาณนาฬิกา จึงทำให้เกิดการสั่นของกระแสไฟฟ้า

จากนั้นการสั่นเหล่านี้จะถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา ซึ่งจะแปลงเป็นพัลส์ ข้อมูลเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนผ่านบัสข้อมูลและผลลัพธ์ของการคำนวณจะถูกส่งไปยังผู้ใช้โดยตรง

วิธีนี้ใช้ในการคำนวณความถี่สัญญาณนาฬิกา และถึงแม้ว่าทุกอย่างดูเหมือนจะชัดเจนมาก แต่หลายคนก็เข้าใจการคำนวณเหล่านี้ผิดและด้วยเหตุนี้การตีความจึงผิดพลาด ก่อนอื่นนี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโปรเซสเซอร์ไม่มีคอร์เดียว แต่มีหลายคอร์

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาเกี่ยวข้องกับคอร์อย่างไร

โดยพื้นฐานแล้ว โปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ไม่แตกต่างจาก single-core ยกเว้นว่าไม่มีตัวสะท้อนสัญญาณนาฬิกาตัวเดียว แต่มีสองตัวขึ้นไป สำหรับ การทำงานร่วมกันเชื่อมต่อกันด้วยบัสข้อมูลเพิ่มเติม

และนี่คือจุดที่ผู้คนสับสน: ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของหลายคอร์ไม่รวมกัน เพียงเมื่อประมวลผลข้อมูลโหลดจะถูกกระจายใหม่ในแต่ละคอร์ แต่ไม่ได้หมายความว่าจะดำเนินการตามสัดส่วนอย่างเคร่งครัดและความเร็วในการประมวลผลจะไม่เพิ่มขึ้นจากนี้ ตัวอย่างเช่น มีเกมบางเกมที่ผู้พัฒนาไม่อนุญาตให้มีการกระจายโหลดข้ามคอร์เลย และของเล่นใช้งานได้เพียงเกมเดียวเท่านั้น

เช่น พิจารณากรณีคนเดินถนนสี่คน. พวกเขาเดินให้เร็วที่สุด อยู่ข้างๆ กัน และหนึ่งในนั้นก็แบกภาระอันหนักอึ้ง หากเขาเริ่มเหนื่อย คนอื่นสามารถรับภาระนี้เพื่อไม่ให้สูญเสียความเร็ว แต่โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะไม่ไปเร็วขึ้นและไปถึงจุดสิ้นสุดเร็วขึ้นเพราะทุกคนกำลังเคลื่อนที่ถึงขีดจำกัดความสามารถของตนแล้ว

อย่างไรก็ตาม ที่ จำนวนคอร์แน่นอนว่ามีบทบาท ใช่และผู้ผลิตได้เริ่มติดตั้งในจำนวนที่เพิ่มขึ้น แต่ควรจำไว้ว่าบัสข้อมูลอาจไม่รับมือและประสิทธิภาพไม่เพียงเพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังด้อยกว่าโปรเซสเซอร์ที่มีคอร์น้อยกว่าอย่างมากด้วย ตัวอย่างเช่นใน ในขณะนี้ Intel ผลิตโปรเซสเซอร์ I7 ซึ่งสามารถรองรับได้เพียงสองคอร์เท่านั้น ในขณะที่จะประมวลผลข้อมูลได้เร็วกว่าแปดคอร์ด้วยซ้ำ (โดยปกติแล้ว บริษัทนี้และไม่ได้เปิดตัวรุ่นที่มีคอร์จำนวนมากขนาดนั้น จริงๆ แล้วโปรเซสเซอร์ AMD มีสิบคอร์) นักพัฒนาไม่เพียงมุ่งเน้นที่การเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์โดยรวมด้วย สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของบัสข้อมูลระหว่างตัวสะท้อนสัญญาณนาฬิกาและด้านอื่น ๆ