Якщо брати суто специфічні характеристики та параметри процесорів, то тактова частотає найвідомішим параметром. Тому необхідно розібратися з цим поняттям.

Також, у рамках цієї статті, ми обговоримо розуміння тактової частоти багатоядерних процесорів, адже там є цікаві нюанси, які знають та враховують далеко не всі.

Достатньо тривалий часрозробники робили ставки саме на підвищення тактової частоти, але з часом, "мода" змінилася і більшість розробок йдуть на створення більш досконалої архітектури, збільшення кеш-пам'яті та розвитку багатоядерності, але й про частоту ніхто не забуває.

Що таке тактова частота процесора?

Спочатку потрібно розібратися з визначенням «тактова частота». Тактова частота показує, скільки процесор може зробити обчислень в одиницю часу. Відповідно, чим більша частота, тим більше операцій в одиницю часу може виконати процесор. сучасних процесорів, переважно, становить 1,0-4ГГц. Вона визначається множенням зовнішньої чи базової частоти, на певний коефіцієнт. Наприклад, процесор Intel Core i7 920 використовує частоту шини 133 МГц і множник 20, у результаті тактова частота дорівнює 2660 МГц.

Частоту процесора можна збільшити в домашніх умовах за допомогою розгону процесора. Існують спеціальні моделі процесорів від AMD та Intel, які орієнтовані на розгін самим виробником, наприклад Black Edition у AMD та лінійки К-серії у Intel.

Хочу відзначити, що при купівлі процесора частота не повинна бути для вас вирішальним фактором вибору, адже від неї залежить лише частина продуктивності процесора.

Розуміння тактової частоти (багатоядерні процесори)

Зараз майже у всіх сегментах ринку вже не залишилося одноядерних процесорів. Ну воно й логічно, адже IT-індустрія не стоїть на місці, а постійно рухається вперед семимильними кроками. Тому потрібно чітко усвідомити, як розраховується частота у процесорів, які мають два ядра і більше.

Відвідуючи безліч комп'ютерних форумів, я помітив, що існує поширена помилка щодо розуміння (вирахування) частот багатоядерних процесорів. Відразу наведу приклад цього неправильного міркування: «Є 4-х ядерний процесорз тактовою частотою 3 ГГц, тому його сумарна тактова частота дорівнюватиме: 4 х 3ГГц=12 ГГц, адже так?»- Ні, негаразд.

Я спробую пояснити, чому сумарну частоту процесора не можна розуміти як: «кількість ядер х зазначену частоту».

Наведу приклад: «Дорогою йде пішохід, у нього швидкість 4 км/год. Це аналогічно одноядерному процесоруна N ГГц. А ось якщо дорогою йдуть 4 пішоходи зі швидкістю 4 км/год, то це аналогічно 4-ядерному процесору на N ГГц. У випадку з пішоходами ми не вважаємо, що їх швидкість дорівнюватиме 4х4 = 16 км/год, ми просто говоримо: "4 пішоходи йдуть зі швидкістю 4 км/год". З цієї ж причини ми не робимо жодних математичних дій і з частотами ядер процесора, а просто пам'ятаємо, що 4-ядерний процесор на N ГГц має чотири ядри, кожне з яких працює на частоті N ГГц».

Твердження:

Чим вища тактова частота процесора, тим вища його продуктивність.

Швидкість роботи процесорів завжди порівнювали на основі їхньої провідної та найдоступнішої для розуміння характеристики – тактової частоти. Моду на це в 1984 ввели маркетологи IBM PC, які стверджували, що процесор Intel 8088 в їх комп'ютері майже в п'ять разів перевершує за тактовою частотою MOS Technology 6502
з Apple II - отже, він майже вп'ятеро швидше. Тієї ж логіці в 90-х слідували Intel і Microsoft, стверджуючи, що Pentium продуктивніше PowerPC з комп'ютерів Appleтільки тому, що в нього вища тактова частота. Після того як в кінці 90-х до гонки підключилася AMD, компанії довелося ввести спеціальне маркування, яке зіставляло їх процесори з процесорами Intel. Більшість споживачів були впевнені, що тактова частота - головна характеристика, і Intel, що робила ставку на її зростання, лише підтримувала їх у цьому переконанні.

ДЖОН СПУНЕР

журналіст

«Після виходу процесорів Pentium III, які працюють на частоті до 667 МГц, компанія AMD може втратити лідерство. Представлені
цього місяця процесори Athlon працюють
із максимальною частотою 650 МГц. Але довго лідерство Intel не триватиме. Як заявили представники AMD, до кінця року вони випустять процесор із частотою 700 МГц».

Чому це не так:

Час, який займає виконання операцій, важливіший за тактову частоту.

Тактову частоту коректно порівнювати тільки
у процесорів одного модельного рядуз однаковою архітектурою. Хоча частота Intel 8088 і була майже вп'ятеро вищою, ніж у MOS Technology 6502, насправді одна й та сама операція могла займати у Intel 8088 більше тактів, через що перевага в частоті нівелювалася. Так було і
надалі: спочатку Apple, а потім і AMD намагалися викрити «міф про мегагерців». У 2006 році до них нарешті приєдналася і Intel, яка досягла межі тактової частоти на архітектурі, яку тоді використовувала в настільних процесорахі змінила парадигму.

Сьогодні кількість операцій, яку виконує процесор
за один такт, як ніколи важливіший за тактову частоту. Справа
в тому, що чим вища частота, тим вище тепловиділення,
а тому творці мобільних процесорівнаголошують
на оптимізацію, а чи не сухі цифри. Міф, втім, нікуди
не зник, і навіть еволюціонував: так, багато хто почав вважати, що швидкість роботи процесора пропорційна числу ядер у ньому. Та й якщо назвати обивателю два процесори з різною тактовою частотою, то він все одно
за інерцією обере той, у якого більше мегагерц.

Вже підросло ціле покоління комп'ютерних користувачів, які не застали знамениту "гонку мегагерців", що розгорнулася між двома провідними виробниками для настільних комп'ютерів(хто не в курсі - Intel і AMD) на рубежі тисячоліть. Її кінець настав приблизно 2004 року, коли стало очевидним, що частота процесора — не єдина характеристика, що впливає на його продуктивність. Вкрай "ненажерливі" і вкрай високочастотні процесори Pentium IV на ядрі Prescott впритул підбиралися до 4 GHz, і при цьому важко конкурували з архітектурою K8, на якій були побудовані нові "камені" від AMD, що мали частоту не вище 2,6-2,8 GHz.

Після цього обидва виробники синхронно відійшли від практики ідентифікації своїх виробів. робочій частотіта перейшли до абстрактних модельних індексів. Таке рішення обґрунтовувалося небажанням запроваджувати кінцевого користувачав оману щодо продуктивності процесора, акцентуючи увагу лише з однієї його характеристиці. Справді, є ще й частота шини процесора, і розмір кеш-пам'яті, і технологічний процес, За яким виготовлено ядро, і багато чого ще. Але частота процесора все ще залишається одним з найнаочніших та інтуїтивно зрозумілих для більшості людей міряв "якості" CPU.

Процесора, справді, впливає його продуктивність, характеризуючи кількість виконуваних операцій на секунду. Але справа в тому, що процесори, побудовані на різних ядрах, витрачають виконання однієї операції різна кількістьтактів і від покоління до покоління цей параметр може відрізнятися в рази. Саме завдяки цьому нинішній процесор із номінальною частотою 2,0 GHz залишить далеко позаду флагмана семирічної давності з тактовою частотою 3,8 GHz. Крім того, на швидкодію процесора, як уже вказувалося вище, впливає і розмір кеш-пам'яті (що він більший, тим рідше процесор буде змушений звертатися до порівняно повільної). оперативної пам'яті), і частота шини процесора (що вона вище, тим швидше буде обмін даними між "камінням" і ОЗУ), і безліч інших, не настільки помітних, але від того не менш важливих характеристик.

У Останнім часому вжиток починає входити і таке поняття, як максимальна частотапроцесора.

Поступово і Intel, і AMD упроваджують у своїх продуктах таку функцію, як авторозгін. Технологію, по суті ту саму, один виробник називає іншою — Turbo Core, але від цього її суть не змінюється: частота процесора може динамічно змінюватися, причому автоматично, без втручання користувача. Необхідність застосування такої технології викликана тим, що багатоядерність сучасних процесорів стала вже по суті нормою, а ось багатопоточність сучасних додатків, на жаль поки що ні. Операційна система, бачачи, що одне із завантажено значно сильніше за інших, самостійно збільшує частоту цього ядра, при цьому намагаючись залишити процесор у межах його "рідного" теплопакета (тобто система намагається підстрахуватися від перегріву обладнання). Причому, залежно від моделі процесора і від конкретних умов, такий приріст частоти може становити величину від 100 до 600-700 MHz, а це вже, погодьтеся, суттєве збільшення до продуктивності. Таку технологію підтримує більшість останніх процесорівобох виробників. У Intel це, зокрема, всі CPU модельного ряду Core i5 і Core i7, у AMD - всі процесори на роз'ємі AM3+, процесори на роз'ємі FM1 (крім процесорів з вимкненим) графічним ядром), а також деякі "камені" до платформи AM3 (шестиядерні Tuban та чотириядерні Zosma). Причому для заснованих на роз'ємі такий авторозгін тим більше актуальний, якщо врахувати, що через деякі архітектурних особливостейповноцінний "розгін" шляхом підвищення частоти процесора шини практично неможливий. Втім, це тема вже зовсім іншої статті.