Velika većina računalnih procesora radi na temelju brzine takta. Frekvencija takta je mjera frekvencije oscilacija generatora takta procesora. Ovi taktni impulsi koriste se za sinkronizaciju rada procesora i razuman su pokazatelj brzine procesora. Drugim riječima, to je brzina kojom CPU može obavljati određene funkcije.
Brzina takta mjeri se u ciklusima po sekundi koristeći SI jedinicu Hertz. Moderni CPU-i i GPU-i obično se mjere u gigahercima (GHz) ili milijardama ciklusa u sekundi. Povijesno gledano, megaherci (MHz), pa čak i kiloherci (kHz) korišteni su kada su taktovi procesora bili niži.
Sat nije tamo gdje mislite da jest
Možda mislite da je stvarni generator takta koji se koristi za postavljanje brzine CPU-a na samom CPU-u. Generator takta nalazi se u CPU čipsetu na matičnoj ploči. Čipset postavlja osnovni sat. To je obično točno 100MHz. CPU zatim postavlja svoju brzinu takta primjenom množitelja na osnovni sat.
Glavni oscilator koji postavlja takt je kvarcni kristal koji oscilira na točno jednoj frekvenciji kada se primijeni električni naboj. Korištenje množitelja znači da je moguće promijeniti stvarni takt CPU-a po želji. To može biti korisno kada pokušavate uštedjeti energiju u praznom hodu ili kada pokušavate pojačati više kada je pod opterećenjem. Overclocking je proces ručnog povećanja ovog množitelja.
Neke matične ploče nude drugi osnovni takt koji može raditi na 125MHz. Ovo tvori drugi fizički kristal kvarca koji oscilira bržim tempom. Kao što možete očekivati, ovo može povećati performanse sustava, čak i na CPU-ima sa zaključanim množiteljem, jer je sada zatvoren za množenje veće vrijednosti. Nažalost, to može uzrokovati probleme sa stabilnošću s drugim komponentama jer u osnovi sve pretpostavlja osnovni takt od 100MHz. Vaša kilometraža može varirati, ali to općenito nije preporučljivo.
Omogućuje ograničenja brzine
Elektroni u električnim krugovima mogu putovati prilično brzo, obično dvije trećine brzine svjetlosti. To bi moglo zvučati brzo, ali postoje neki problemi s radnim taktom u rasponu GHz. Na radnom taktu od 5 GHz, takt CPU-a oscilira svakih 0,2 nanosekunde. Apsolutna granica brzine svemira je brzina svjetlosti u vakuumu. Brzina svjetlosti je vrlo velika, gotovo 300 milijuna metara u sekundi. Ipak, u 0,2 nanosekunde, svjetlost putuje samo 6 centimetara ili 2,4 inča.
Sada CPU-i nisu osobito veliki, ali su relativno blizu veličine šest centimetara. Put koji bi elektron - sporiji od svjetlosti - prošao kroz CPU jedva da je ravan. To dovodi do problema s koherentnošću jer bi – s jednim taktom – jedna strana CPU-a jednostavno kasnije dobila takt. Kako bi se borili protiv toga, CPU-i imaju više taktova koji su svi pažljivo sinkronizirani, ali pokrivaju puno manje područje unutar cjelokupnog CPU-a. To omogućuje da moderni procesori velike brzine ostanu sinkronizirani.
Spajanje
CPU su dizajnirani za rad na određenoj brzini takta. Proizvođači ih prodaju sa zajamčenom brzinom takta. Brži modeli će gotovo uvijek biti skuplji. Čak i bez nedostataka, proizvodne tolerancije dovode do malih varijacija koje utječu na izvedbu. Prije nego što se svaki CPU proda, testira se kako bi se potvrdile njegove mogućnosti. Razvrstava se u "kantu" visokih performansi ako može postići najveću brzinu takta.
Slično tome, CPU-i koji ne postižu vršne brzine, ali mogu doseći brzine namijenjene nižim razinama procesora razvrstavaju se u spremnike s nižim performansama. Taj se proces naziva "biniranje" i općenito znači da će skuplji procesori vjerojatno moći raditi na višim taktovima. Moguće je da procesori iz nižih spremnika rade bolje od svoje oglašene razine. Međutim, možda ga neće moći znatno premašiti jer obično nisu bili smješteni u više kante.
Ipak, ne ispadne svaki CPU savršen, a proizvodni nedostaci mogu jednostavno spriječiti CPU da uopće radi. Ovi proizvodni nedostaci ponekad mogu biti dovoljno mali da se određene značajke mogu jednostavno onemogućiti. Na primjer, ako CPU ima malu grešku, to može spriječiti rad jedne jezgre dok je ostatak CPU-a u redu.
Kako bi prodao proizvod, proizvođač će obično onemogućiti zahvaćene dijelove – a ako je potrebno, kako bi zadovoljio razinu proizvoda – čak i neke savršeno funkcionalne dijelove. Ovo može omogućiti proizvođaču da proda ono što je bio, na primjer, šesterojezgreni CPU kao četverojezgreni CPU, što im još uvijek donosi više novca od jednostavnog odbacivanja skupog proizvoda. Obično to ne utječe izravno na radni takt, iako može značiti da se ono što bi bilo CPU s gornjom bazom postavlja na nižu razinu jednostavno zato što su neki dijelovi onemogućeni.
Zaključak
Brzina takta je kritičan čimbenik u performansama CPU-a, iako se možda neće izravno usporediti između CPU arhitektura. Radni takt CPU-a zapravo se postavlja neizravno. Standardni osnovni takt od 100MHz koristi se u gotovo svim računalima.
CPU zatim postavlja množitelj na ovaj osnovni sat kako bi dobio stvarni takt. CPU-i se prodaju s jamstvom da rade na određenom taktu ili nižem. U mnogim slučajevima, oni se mogu gurnuti dalje od toga putem overclockinga. Međutim, to često zahtijeva dobro hlađenje jer troši više energije i stvara više topline.