Sebagian besar prosesor komputer beroperasi berdasarkan kecepatan clock. Laju jam adalah ukuran frekuensi osilasi dari generator jam prosesor. Pulsa jam ini digunakan untuk menyinkronkan operasi prosesor dan merupakan indikator kecepatan prosesor yang masuk akal. Dengan kata lain, ini adalah tingkat di mana CPU dapat melakukan fungsi tertentu.
Laju jam diukur dalam siklus per detik menggunakan SI menyatukan Hertz. CPU dan GPU modern biasanya diukur dalam Gigahertz (GHz), atau miliaran siklus per detik. Secara historis, Megahertz (MHz) dan bahkan Kilohertz (kHz) telah digunakan ketika kecepatan clock prosesor lebih rendah.
Jam Tidak Seperti yang Anda Pikirkan
Anda mungkin berpikir bahwa generator jam sebenarnya yang digunakan untuk mengatur laju jam CPU ada di CPU itu sendiri. Generator jam terletak di chipset CPU pada motherboard. Chipset mengatur jam dasar. Ini biasanya tepat 100MHz. CPU kemudian mengatur kecepatan clocknya dengan menerapkan pengganda ke clock dasar.
Osilator inti yang mengatur laju jam adalah kristal kuarsa yang berosilasi tepat pada satu frekuensi ketika muatan listrik diterapkan. Penggunaan pengganda berarti dimungkinkan untuk mengubah laju jam CPU aktual sesuka hati. Ini bisa berguna saat mencoba menghemat daya saat idle atau saat mencoba meningkatkan lebih tinggi saat di bawah beban. Overclocking adalah proses meningkatkan pengganda ini secara manual.
Beberapa motherboard menawarkan jam dasar kedua yang dapat berjalan pada 125MHz. Ini membentuk kristal kuarsa fisik kedua yang berosilasi pada tingkat yang lebih cepat. Seperti yang Anda harapkan, ini dapat meningkatkan kinerja sistem, bahkan pada CPU dengan pengganda terkunci, karena sekarang tertutup untuk mengalikan nilai yang lebih besar. Sayangnya, ini dapat menyebabkan masalah stabilitas dengan komponen lain karena pada dasarnya semuanya mengasumsikan jam dasar 100MHz. Jarak tempuh Anda mungkin berbeda, tetapi ini umumnya tidak disarankan.
Mengizinkan Batas Kecepatan
Elektron dalam sirkuit listrik dapat bergerak cukup cepat, biasanya dua pertiga dari kecepatan cahaya. Itu mungkin terdengar cepat, tetapi ada beberapa masalah dengan kecepatan clock di kisaran GHz. Pada kecepatan clock 5GHz, clock CPU berosilasi sekali setiap 0,2 nanodetik. Batas kecepatan absolut alam semesta adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Kecepatan cahaya sangat cepat, hampir 300 juta meter per detik. Namun, dalam 0,2 nanodetik, cahaya hanya bergerak 6 sentimeter atau 2,4 inci.
Sekarang CPU tidak terlalu besar, tetapi ukurannya relatif mendekati enam sentimeter. Jalur a – lebih lambat dari cahaya – elektron akan melalui CPU hampir tidak lurus. Hal ini menyebabkan masalah koherensi karena – dengan satu jam – satu sisi CPU hanya akan mendapatkan pulsa jam nanti. Untuk mengatasi itu, CPU memiliki banyak jam yang semuanya disinkronkan dengan hati-hati tetapi mencakup area yang jauh lebih kecil di dalam keseluruhan CPU. Hal ini memungkinkan CPU modern berkecepatan tinggi untuk tetap tersinkronisasi.
Binning
CPU dirancang untuk berjalan pada kecepatan clock tertentu. Pabrikan menjualnya dengan kecepatan clock yang terjamin. Model yang lebih cepat hampir selalu lebih mahal. Bahkan tanpa cacat, toleransi manufaktur menyebabkan sedikit variasi yang memengaruhi kinerja. Sebelum setiap CPU dijual, ia diuji untuk memastikan kemampuannya. Ini diurutkan ke dalam "bin" berkinerja tinggi jika dapat mencapai kecepatan clock tertinggi.
Demikian pula, CPU yang tidak mencapai kecepatan puncak tetapi dapat mencapai kecepatan yang dimaksudkan untuk tingkat prosesor yang lebih rendah diurutkan ke dalam bin kinerja yang lebih rendah. Proses ini disebut "binning" dan umumnya berarti bahwa CPU yang lebih mahal cenderung dapat berjalan pada kecepatan clock yang lebih tinggi. CPU dari tempat sampah yang lebih rendah dapat bekerja lebih baik daripada tingkat yang diiklankan. Namun, mereka mungkin tidak dapat melebihinya karena biasanya tidak ditempatkan di tempat sampah yang lebih tinggi.
Namun, tidak setiap CPU keluar dengan sempurna, dan cacat manufaktur dapat dengan mudah mencegah CPU beroperasi. Cacat manufaktur ini terkadang cukup kecil sehingga fitur tertentu dapat dengan mudah dinonaktifkan. Misalnya, jika CPU memiliki kesalahan kecil, ini dapat mencegah satu inti bekerja sementara CPU lainnya baik-baik saja.
Untuk menjual produk, pabrikan biasanya akan menonaktifkan bagian yang terpengaruh – dan jika perlu, untuk memenuhi tingkat produk – bahkan beberapa bagian yang berfungsi sempurna. Ini dapat memungkinkan produsen untuk menjual apa yang, misalnya, CPU enam inti sebagai CPU empat inti, yang masih menghasilkan lebih banyak uang daripada sekadar membuang produk mahal. Biasanya, ini tidak secara langsung memengaruhi laju jam, meskipun itu mungkin berarti bahwa CPU bin teratas ditempatkan di tingkat yang lebih rendah hanya karena beberapa bagian dinonaktifkan.
Kesimpulan
Kecepatan clock merupakan faktor penting dalam kinerja CPU, meskipun mungkin tidak dapat dibandingkan secara langsung antara arsitektur CPU. Kecepatan clock CPU sebenarnya diatur secara tidak langsung. Jam dasar 100MHz standar digunakan di hampir semua komputer.
CPU kemudian menetapkan pengali pada jam dasar ini untuk mendapatkan kecepatan jam yang sebenarnya. CPU dijual dengan jaminan untuk beroperasi pada kecepatan clock tertentu atau lebih rendah. Dalam banyak kasus, mereka dapat didorong lebih dari itu melalui overclocking. Namun, itu sering membutuhkan pendinginan yang baik karena menarik lebih banyak daya dan menghasilkan lebih banyak panas.