Тактовая частота процессора — это количество «импульсов», которые чип может генерировать в секунду. Каждый импульс — это одна вычислительная операция. В этой статье раскрывается влияние одинаковой частоты и то, почему процессоры с более высокой частотой не всегда более производительны.
Что такое тактовая частота
Процессоры — это чипы, которые решают простые математические задачи. Ведь именно на них строится работа каждой программы: каждую секунду процессор вычисляет следующее
- Изменение положения курсора на экране.
- Декодирование видеосигнала (во время воспроизведения мультимедиа);
- расчет положения теней 3D-объектов (во время запуска видеоигр);
- Подсчет количества кластеров, необходимых для сохранения файла на жестком диске.
А процессор выполняет миллионы таких операций в секунду. А количество «примеров» (в виде двоичного кода), которые могут быть решены в секунду, зависит от тактовой частоты, обозначаемой в технических характеристиках как частота процессора.
Частота измеряется в герцах. Обратите внимание, что чем выше значение, тем больше тепла выделяет процессор под нагрузкой. Средняя частота современных процессоров колеблется от 1,8 до 4,5 гигагерц (ГГц).
Это означает, что такие кристаллы могут генерировать от 1,8 до 4,5 миллиардов импульсов в секунду.
На что влияет частота процессора
Частота процессора напрямую влияет на его производительность. Чем выше значение, тем больше операций в секунду может «обработать» процессор. Например, конвертация видео Pentium 4 с частотой 1,5 ГГц занимает 10 минут. На том же процессоре с частотой 3 ГГц та же операция займет примерно в два раза меньше времени, то есть около пяти минут.
Однако конечная производительность зависит не только от частоты. На него существенно влияют
- Поддерживаемые инструкции (например, SSE, SSE2, AVX и т.д.) Центральный процессор имеет встроенные микропрограммы, позволяющие выполнять простые вычисления для нескольких различных алгоритмов. Это позволяет более эффективно использовать ресурсы процессора. Простой пример: сначала система анализирует сложную функцию, затем упрощает ее и разбивает на несколько простых функций. Для окончательного вычисления требуется время.
- Встроенный кэш. Загружается информация, которая обрабатывается в данный момент. Чем он больше и чем выше объем памяти, тем быстрее вычисляет процессор.
- Количество ядер. Одноядерный процессор может одновременно выполнять только одну задачу. Таким образом, если две программы выполняются одновременно, они чередуют свои вычисления. Многоядерные процессоры могут обрабатывать несколько потоков одновременно.
Изменяется максимальная частота последнего процессора. Это означает, что он регулируется в зависимости от количества необходимых расчетов. Почему это делается? Для снижения количества потребляемого тока и температуры нагрева.
Существует еще разновидность тропинга. Это принудительное снижение максимальной частоты процессора из-за перегрева. Это защитная функция, которая предотвращает перегрев процессора (высокие температуры, деградация кремния, из которого сделан процессор).
Влияние тактовой частоты в работе и играх
Разумно предположить, что чем выше тактовая частота, тем лучше производительность игры, о чем свидетельствует количество выстрелов в секунду. Однако видеоигры представляют собой разновидность мини-программы, называемой «движком». В то же время процессор может вычислять положение теней, отбрасываемых главным героем, изменения текстур из-за действий игрока, вычислять текущее внутриигровое время и т.д.
В современных играх такие мини-задачи могут одновременно решать более миллиарда фигур. Кроме того, центральный процессор может одновременно решать только одну проблему. Поэтому производительность большинства игр зависит не только от тактовой частоты, но и от количества ядер и размера кэша.
Видеоигры разрабатываются с помощью «движков». И каждый из них представляет собой набор из множества инструкций. Некоторые двигатели требуют производительности процессора в режиме одиночного воздуха. Другие — общая вычислительная мощность (т.е. многопоточный режим). Например, игры, созданные с помощью движка Unreal Engine, более эффективно используют ресурсы многоядерных процессоров. А в случае с Dunia (последняя версия движка Far Cry), наоборот, на производительность влияет то, насколько эффективно процессор работает в режиме single air.
На что влияет тактовая частота процессора — с какой скоростью происходит обмен данными с оперативной памятью? А это важно, например, при монтаже видео или в некоторых играх.
Как узнать тактовую частоту процессора
Вы можете найти тактовый процессор следующими способами
- Вы также можете снять крышку системного блока, снять кулер процессора, проверить там тактовую частоту процессора и очистить термосмазку.
- На некоторых моделях (в основном от Intel) частота указана на термоинтерфейсе (металлической «крышке» процессора).
- Использование специальных программ. Например, Ада. В боковом меню откройте пункт ‘System board’ и выберите ‘CPU’. В подменю ‘Системная плата’ также отображается шина процессора (FSB). Эта информация полезна при ускорении процессора.
- Используйте программу CPU-Z, которая предоставляет максимум информации о процессоре. Это означает, что вы можете узнать не только частоту, но и количество ядер и объем кэша.
Нужно ли изменять тактовую частоту
Современные материнские платы предлагают возможность слегка изменить тактовую частоту процессора. Он может быть понижен или повышен. Для чего это необходимо? Для уменьшения нагрева, если охлаждение не справляется, или для повышения производительности.
На некоторых процессорах при исходной частоте можно увеличить даже 30-40%.
Нужно ли мне изменить частоту процессора моего компьютера? На самом деле, это может значительно повысить производительность без инвестиций; при этом следует учитывать, что нагрев процессора увеличится. А если его температура часто повышается до 90-100 градусов, это может привести к поломке.
Другими словами, «оверлокинг» должен выполняться только теми пользователями, которые понимают, зачем они это делают, и учитывают все возможные последствия.
Увеличение частоты использования ноутбуков строго не рекомендуется. В них система охлаждения будет менее эффективной, чем в ПК. Кроме того, процессор может перегреваться на своей базовой частоте.
Однако, чтобы уменьшить — если такие возможности предлагают встроенные BIOS можно. Однако учтите, что производительность снизится на те же 15-20%.
Если процессор работает стабильно, лучше не менять настройки частоты, так как его мощности достаточно для пользователя. Стоит также отметить, что современные процессоры обеспечивают автоматическую децентрализацию.
В Intel, например, эта технология называется «турбо-ускорение». Это означает, что процессор автоматически увеличивает базовую частоту при выполнении ресурсоемких вычислений, но только если кристалл не критичен (не превышает 85-90 градусов).
Зависимость тактовой частоты процессора от количества ядер
Многие пользователи ошибочно полагают, что если в технических характеристиках процессора указано, что в нем 8 ядер, а частота процессора составляет 3 гигагерца, то это то же самое, что и процессор с теми же ядрами, но с частотой 24 гигагерц. Естественно, это не так.
Читайте также на нашем сайте: 6 способов отключить телеметрию Microsoft Compativity при загрузке процессора и диска
Частота всего процессора является общей. Это общее количество тактов, которые он может генерировать. Затем все ядра работают вместе через так называемый «шинный множитель». Каждое ядро — это не независимый процессор, а выделенная часть единого кристалла. Более того, они физически и программно различны (когда одно ядро работает в двух «потоках» одновременно).
В целом, тактовая частота является важным показателем производительности процессора, но не основным. Конечная мощность зависит от архитектуры кристалла, его поколения, набора инструкций, процессов, размера кэша и т.д.
Кроме того, какова частота процессоров, установленных в вашем компьютере или ноутбуке? Вы их распространяли? Расскажите нам об этом в комментариях. Кроме того, если у вас есть вопросы по любой возможной теме, постарайтесь ответить на них как можно проще и понятнее.
