Тактова частота процесора і швидкодія комп'ютера
Наукове визначення тактової частоти звучить наступним чином: це кількість операцій, які можуть оброблятися протягом однієї секунди і вимірюється в Герцах. Але чому, скажуть багато, за основу була прийнята саме ця одиниця виміру? У фізиці ця величина відображає кількість коливань за певний проміжок часу, тут же по суті все ідентично, тільки замість коливань розраховується кількість операцій, тобто повторюється величина за певний інтервал часу.
Якщо говорити конкретно про процесорах, то в ньому проводяться не ідентичні операції, тут розраховуються всілякі параметри. Ну а відповідно їх сумарна кількість і є тактовою частотою.
Зараз технічні можливості процесора знаходяться на найвищому рівні, тому величина Герц не використовується, а тут більш прийнятно використовувати мегагерци або гигагерци. Цей крок зроблений тому, щоб не дописувати величезна кількість нулів, тим самим спрощуючи сприйняття людиною величини (див. Таблицю).
Яким чином розраховується тактова частота?
Для того, щоб це зрозуміти, необхідно хоч трохи розбиратися в фізиці, однак постараємося розкрити тему «людським» мовою, щоб це питання було зрозумілий будь-якому користувачеві. Для розуміння цього складного обчислювального процесу, необхідно привести список комплектуючих процесора, які так чи інакше впливають на цей параметр:
- тактовий резонатор - виготовлений з кристала кварцу, який розміщується в спеціальній захисній оболонці;
- тактовий генератор - деталь, яка робить перетворення коливань в імпульси;
- шина даних.
Внаслідок подачі напруги на тактовий резонатор, він утворює коливання електричного струму.
Далі ці коливання передаються на тактовий генератор, який перетворює їх в імпульси. За допомогою шини даних, проводиться їх передача, а результат обчислень вже подається безпосередньо користувачеві.
За такою методикою і виконується розрахунок тактової частоти. І хоч все начебто гранично зрозуміло, безліч людей неправильно сприймають ці обчислення, а відповідно і інтерпретація помилкова. Перш за все це пов'язано з тим, якщо процесор має не одне ядро, а кілька.
Яким чином тактова частота пов'язана з ядрами?
По суті, багатоядерний процесор нічим не відрізняється від одноядерного, крім того, що в ньому міститься не один тактовий резонатор, а два і більше. Для спільної роботи вони з'єднуються додаткової шиною даних.
І саме тут відбувається оману людей: тактова частота декількох ядер не підсумовується. Просто при обробці даних проводиться перерозподіл навантаження на кожне з ядер, але це зовсім не означає, що це буде виконуватися строго пропорційно, та й швидкість обробки від цього не збільшується. Для прикладу, існують деякі ігри, в яких розробники зовсім не допускають можливість перерозподілу навантаження по ядрах і іграшка працює лише на одному.
Для прикладу розглянемо випадок з чотирма пішоходами. Вони йдуть максимально можливим кроком, поруч один з одним і хтось із них несе важку ношу. Якщо він починає втомлюватися, інший може взяти цю поклажу, щоб не втрачати швидкість, але при цьому вони не стануть в цілому йти швидше і раніше досягти кінцевої точки, адже все і так пересуваються на межі своїх можливостей.
До речі кажучи, при покупці нового процесора. кількість ядер звичайно ж грає роль. Та й виробники стали встановлювати все більша їх кількість, але при цьому слід пам'ятати, що шина даних може банально не справлятися і продуктивність може не те, що збільшитися, а й значно поступатися процесорам з меншою кількістю ядер. Наприклад, в даний момент компанія Intel випускає процесори I7, в яких може бути розміщено всього два ядра, при цьому він буде обробляти дані набагато швидше, ніж навіть восьми ядерними (як правило дана компанія і не випускала моделей з такою кількістю ядер, процесори AMD дійсно бувають і десяти ядерними). Розробники просто роблять упор не тільки на збільшенні тактової частоти, а й на архітектурі процесора в цілому. Це може стосуватися, як збільшення шини даних між тактовими резонаторами, так і інших аспектів.
Навігація по публікаціям
Наприклад, в даний момент компанія Intel випускає процесори I7, в яких може бути розміщено всього два ядра, при цьому він буде обробляти дані набагато швидше, ніж навіть восьми ядерними він долбоеб