Частота процессора и правильное ее понимание. Почему тактовая частота процессора скачет в простое и нагрузке

Когда приобретаешь или собираешь настольный компьютер, то можно выяснить, что одной из самый дорогих деталей будет процессор. Процессор — это электронный блок или схема, которая исполняет машинные инструкции, а также одна из главных частей аппаратного обеспечения компьютера.

Процессор имеет множество различных параметров, один из которых называется тактовой частотой. Что это такое?

Тактовая частота процессора — это частота синхронизирующих импульсов синхронной электронной схемы, которые поступают из вне на вход схемы за одну секунду. Иными словами, это то количество операций, которое выполняется процессором за одну секунду. При этом этом важно не забывать, что процессоры с одной тактовой частотой могут иметь различную производительность, поэтому для выполнения одной операции различным системам требуется разное количество тактов.

Тактовая частота измеряется в единицах частоты — мегагерцах и гигагерцах.

Считается, что чем выше величина , тем производительнее сам процессор. Отчасти это верно, но лишь для моделей в одной линейке производителя. Ведь на производительность процессора оказывают влияние и другие характеристики, например, частота шины или размер кэша. Некоторые производители позволяют «разгонять» тактовую частоту процессора.

Кстати, интересный момент. Как вы знаете, одноядерные процессоры сегодня встречаются не так уж часто, их место заменили многоядерные процессоры. Впрочем, это не удивительно, но не об этом речь. Многие спрашивают, как рассчитывается тактовая частота многоядерных процессоров? Некоторые пользователи считают, что достаточно умножить тактовую частоту на количество ядер процессора. То есть если 8-ядерный процессор имеет частоту в 3Ггц, то нужно умножить 8 на 3 и получим частоту аж в 24 ГГц. На деле этот подсчет не имеет ничего общего с действительностью.

Что бы понять сам принцип высчитывания тактовой частоты, нужно рассмотреть простой пример. Допустим, у нас есть автомобиль, который развивает 200 км в час (то бишь одноядерный процессор). Если мы возьмем 4 таких автомобиля (4-ядерный процессор), то как бы мы не тужились, разогнать эти автомобили до скорости в 800 км в час мы не сможем ни при каком желании. Так же и с тактовой частотой — если она составляет 3 ГГц, то 4-ядерный процессор имеет частоту в те же 3 ГГц.

Наверное, каждый пользователь мало знакомый с компьютером сталкивался с кучей непонятных ему характеристик при выборе центрального процессора: техпроцесс, кэш, сокет; обращался за советом к друзьям и знакомым, компетентным в вопросе компьютерного железа. Давайте разберемся в многообразии всевозможных параметров, потому как процессор – это важнейшая часть вашего ПК, а понимание его характеристик подарит вам уверенность при покупке и дальнейшем использовании.

Центральный процессор

Процессор персонального компьютера представляет собой микросхему, которая отвечает за выполнение любых операций с данными и управляет периферийными устройствами. Он содержится в специальном кремниевом корпусе, называемом кристаллом. Для краткого обозначения используют аббревиатуру — ЦП (центральный процессор) или CPU (от англ. Central Processing Unit – центральное обрабатывающее устройство). На современном рынке компьютерных комплектующих присутствуют две конкурирующие корпорации, Intel и AMD , которые беспрестанно участвуют в гонке за производительность новых процессоров, постоянно совершенствуя технологический процесс.

Техпроцесс

Техпроцесс — это размер, используемый при производстве процессоров. Он определяет величину транзистора, единицей измерения которого является нм (нанометр). Транзисторы, в свою очередь, составляют внутреннюю основу ЦП. Суть заключается в том, что постоянное совершенствование методики изготовления позволяет уменьшать размер этих компонентов. В результате на кристалле процессора их размещается гораздо больше. Это способствует улучшению характеристик CPU, поэтому в его параметрах всегда указывают используемый техпроцесс. Например, Intel Core i5-760 выполнен по техпроцессу 45 нм, а Intel Core i5-2500K по 32 нм, исходя из этой информации, можно судить о том, насколько процессор современен и превосходит по производительности своего предшественника, но при выборе необходимо учитывать и ряд других параметров.

Архитектура

Также процессорам свойственно такая характеристика, как архитектура - набор свойств, присущий целому семейству процессоров, как правило, выпускаемому в течение многих лет. Говоря другими словами, архитектура – это их организация или внутренняя конструкция ЦП.

Количество ядер

Ядро – самый главный элемент центрального процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. д. Производители с каждым последующим техпроцессом присваивают им новые имена (к примеру, ядро процессора AMD – Zambezi, а Intel – Lynnfield). С развитием технологий производства процессоров появилась возможность размещать в одном корпусе более одного ядра, что значительно увеличивает производительность CPU и помогает выполнять несколько задач одновременно, а также использовать несколько ядер в работе программ. Многоядерные процессоры смогут быстрее справиться с архивацией, декодированием видео, работой современных видеоигр и т.д. Например, линейки процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad от Intel, в которых используются двухъядерные и четырехъядерные ЦП, соответственно. На данный момент массово доступны процессоры с 2, 3, 4 и 6 ядрами. Их большее количество используется в серверных решениях и не требуется рядовому пользователю ПК.

Частота

Помимо количества ядер на производительность влияет тактовая частота . Значение этой характеристики отражает производительность CPU в количестве тактов (операций) в секунду. Еще одной немаловажной характеристикой является частота шины (FSB – Front Side Bus) демонстрирующая скорость, с которой происходит обмен данных между процессором и периферией компьютера. Тактовая частота пропорциональна частоте шины.

Сокет

Чтобы будущий процессор при апгрейде был совместим с имеющейся материнской платой, необходимо знать его сокет. Сокетом называют разъем , в который устанавливается ЦП на материнскую плату компьютера. Тип сокета характеризуется количеством ножек и производителем процессора. Различные сокеты соответствуют определенным типам CPU, таким образом, каждый разъём допускает установку процессора определённого типа. Компания Intel использует сокет LGA1156, LGA1366 и LGA1155, а AMD — AM2+ и AM3.

Кэш

Кэш - объем памяти с очень большой скоростью доступа, необходимый для ускорения обращения к данным, постоянно находящимся в памяти с меньшей скоростью доступа (оперативной памяти). При выборе процессора, помните, что увеличение размера кэш-памяти положительно влияет на производительность большинства приложений. Кэш центрального процессора различается тремя уровнями (L1, L2 и L3 ), располагаясь непосредственно на ядре процессора. В него попадают данные из оперативной памяти для более высокой скорости обработки. Стоит также учесть, что для многоядерных CPU указывается объем кэш-памяти первого уровня для одного ядра. Кэш второго уровня выполняет аналогичные функции, отличаясь более низкой скоростью и большим объемом. Если вы предполагаете использовать процессор для ресурсоемких задач, то модель с большим объемом кэша второго уровня будет предпочтительнее, учитывая что для многоядерных процессоров указывается суммарный объем кэша L2. Кэшем L3 комплектуются самые производительные процессоры, такие как AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может достигать 30 Мб.

Энергопотребление

Энергопотребление процессора тесно связано с технологией его производства. С уменьшением нанометров техпроцесса, увеличением количества транзисторов и повышением тактовой частоты процессоров происходит рост потребления электроэнергии CPU. Например, процессоры линейки Core i7 от Intel требуют до 130 и более ватт. Напряжение подающееся на ядро ярко характеризует энергопотребление процессора. Этот параметр особенно важен при выборе ЦП для использования в качестве мультимедиа центра. В современных моделях процессоров используются различные технологии, которые помогают бороться с излишним энергопотреблением: встраиваемые температурные датчики, системы автоматического контроля напряжения и частоты ядер процессора, энергосберегающие режимы при слабой нагрузке на ЦП.

Дополнительные возможности

Современные процессоры приобрели возможности работы в 2-х и 3-х канальных режимах с оперативной памятью, что значительно сказывается на ее производительности, а также поддерживают больший набор инструкций, поднимающий их функциональность на новый уровень. Графические процессоры обрабатывают видео своими силами, тем самым разгружая ЦП, благодаря технологии DXVA (от англ. DirectX Video Acceleration – ускорение видео компонентом DirectX). Компания Intel использует вышеупомянутую технологию Turbo Boost для динамического изменения тактовой частоты центрального процессора. Технология Speed Step управляет энергопотреблением CPU в зависимости от активности процессора, а Intel Virtualization Technology аппаратно создает виртуальную среду для использования нескольких операционных систем. Также современные процессоры могут делиться на виртуальные ядра с помощью технологии Hyper Threading . Например, двухъядерный процессор способен делить тактовую частоту одного ядра на два, что способствует высокой производительности обработки данных с помощью четырех виртуальных ядер.

Размышляя о конфигурации вашего будущего ПК, не забывайте про видеокарту и ее GPU (от англ. Graphics Processing Unit – графическое обрабатывающее устройство) – процессор вашей видеокарты, который отвечает за рендеринг (арифметические операции с геометрическими, физическими объектами и т.п.). Чем больше частота его ядра и частота памяти, тем меньше будет нагрузки на центральный процессор. Особенное внимание к графическому процессору должны проявить геймеры.

Исторически сложилось, что тактовая частота процессора представляет собой главный показатель быстродействия компьютера, и в своё время даже необразованный человек, не знающий, чем оптический диск отличается от гибкого, мог с уверенностью заявить, что чем больше гигагерц в машине, тем лучше, и никто бы с ним не поспорил. Сегодня, в середине компьютерной эры, такого рода мода прошла, и разработчики стараются уйти в сторону создания более совершенной архитектуры, увеличения количества кэш-памяти и количества процессорных ядер, но тактовая частота является "королевой" характеристик. В общем смысле, это то количество элементарных операций (тактов), которое процессор может произвести за секунду времени.

Отсюда следует то, что чем выше тактовая частота процессора, тем больше элементарных операций способен выполнить компьютер, и, следовательно, тем быстрее он работает.

Тактовая частота передовых процессоров колеблется от двух до четырёх гигагерц. Она определяется умножением частоты шины процессора на определённый коэффициент. К примеру, Core i7 использует множитель х20 и имеет частоту шины, равную 133 МГц, в результате чего тактовая частота процессора составит 2660 МГц.

Современные и ядра

Несмотря на то, что ранее "многоядерность" была в новинку, на сегодняшний день на рынке практически не осталось одноядерных процессоров. И ничего удивительного в этом нет, ведь компьютерная индустрия не стоит на месте.

Поэтому следует ясно представлять, как рассчитывается тактовая частота для процессоров, имеющих два и более ядра.

Стоит сказать, что существует распространённое заблуждение насчёт вычисления частоты для таких процессоров. Например: "Имеется двухъядерный процессор с тактовой частотой в 1.8 ГГц, следовательно, его суммарная частота будет составлять 2 х 1.8ГГц=3.6ГГц, правильно?". Нет, неправильно. К сожалению, количество ядер никак не влияет на конечную тактовую частоту, если ваш процессор работал со скоростью в 3 ГГц, так он работать и будет, но при большем количестве ядер увеличатся его ресурсы, а это, в свою очередь, очень сильно повысит работоспособность.

Не стоит также забывать, что для современного процессора особо важен объем кэш-памяти. Это самая быстрая память ЭВМ, в которой дублируется рабочая информация, для которой необходим более быстрый доступ в данный момент времени.

Так как этот очень дорог и трудоёмок в производстве, его значения сравнительно малы, но этих показателей достаточно для того, чтобы увеличить производительность всей системы без изменения таких параметров, как тактовая частота.

Максимальная тактовая частота процессора и разгон

Насколько бы ваш компьютер ни был хорош, когда-нибудь он все же устареет. Но не спешите нести его на помойку и с распростёртым кошельком бежать в ближайший магазин электроники. Большинство современных процессоров и видеокарт предусматривает дополнительный (помимо заводского) разгон, и, имея хорошую систему охлаждения, вы сможете поднять уровень номинальной частоты на 200-300 ГГц. Для экстремалов и любителей больших цифр также существует "оверклокинг" призывающий выжать из техники максимум. Многие люди, занимающиеся таким опасным делом, могут без труда разогнать одноядерный процессор до 6-7 ГГц, а некоторые даже ставят рекордные показатели в 8.2 ГГц.

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