რა არის საათის მაჩვენებელი?

კომპიუტერული პროცესორების დიდი უმრავლესობა მუშაობს საათის სიჩქარის მიხედვით. საათის სიხშირე არის პროცესორის საათის გენერატორის რხევების სიხშირის საზომი. ეს საათის პულსები გამოიყენება პროცესორის ოპერაციების სინქრონიზაციისთვის და არის პროცესორის სიჩქარის გონივრული მაჩვენებელი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის სიჩქარე, რომლითაც CPU-ს შეუძლია შეასრულოს კონკრეტული ფუნქციები.

საათის სიხშირე იზომება ციკლებში წამში SI გაერთიანების ჰერცის გამოყენებით. თანამედროვე CPU და GPU ჩვეულებრივ იზომება გიგაჰერცში (GHz), ანუ მილიარდობით ციკლი წამში. ისტორიულად, მეგაჰერცი (MHz) და თუნდაც კილოჰერცი (kHz) გამოიყენებოდა, როდესაც პროცესორის საათის სიხშირე უფრო დაბალი იყო.

საათი არ არის იქ, სადაც თქვენ გგონიათ

შეიძლება იფიქროთ, რომ ფაქტობრივი საათის გენერატორი, რომელიც გამოიყენება CPU-ის საათის სიჩქარის დასაყენებლად, თავად CPU-ზეა. საათის გენერატორი მდებარეობს დედაპლატზე CPU ჩიპსეტში. ჩიპსეტი ადგენს საბაზისო საათს. ეს ჩვეულებრივ არის ზუსტად 100 MHz. შემდეგ CPU ადგენს საათის სიჩქარეს ბაზის საათზე მულტიპლიკატორის გამოყენებით.

ძირითადი ოსცილატორი, რომელიც ადგენს საათის სიხშირეს, არის კვარცის კრისტალი, რომელიც ირხევა ზუსტად ერთ სიხშირეზე, როდესაც ელექტრული მუხტი გამოიყენება. მულტიპლიკატორის გამოყენება ნიშნავს, რომ შესაძლებელია CPU-ის ფაქტობრივი საათის სიჩქარის შეცვლა სურვილისამებრ. ეს გამოგადგებათ, როდესაც ცდილობთ ენერგიის დაზოგვას უმოქმედობისას ან როცა ცდილობთ უფრო მაღლა აწიოთ დატვირთვისას. Overclocking არის ამ მულტიპლიკატორის ხელით გაზრდის პროცესი.

ზოგიერთი დედაპლატა გვთავაზობს მეორე საბაზისო საათს, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს 125 MHz-ზე. ეს ქმნის მეორე ფიზიკურ კვარცის კრისტალს, რომელიც რხევა უფრო სწრაფი სიჩქარით. როგორც თქვენ შეიძლება მოელოდეთ, ამან შეიძლება გაზარდოს სისტემის მუშაობა, თუნდაც CPU-ებზე, რომლებსაც აქვთ ჩაკეტილი მულტიპლიკატორი, რადგან ახლა დახურულია უფრო დიდი მნიშვნელობის გამრავლება. სამწუხაროდ, ამან შეიძლება გამოიწვიოს სტაბილურობის პრობლემები სხვა კომპონენტებთან, რადგან ძირითადად ყველაფერი ითვალისწინებს 100 MHz ბაზის საათს. თქვენი გარბენი შეიძლება განსხვავდებოდეს, მაგრამ ეს ზოგადად არ არის მიზანშეწონილი.

სიჩქარის ლიმიტების დაშვება

ელექტრო სქემებში ელექტრონებს შეუძლიათ საკმაოდ სწრაფად იმოგზაურონ, როგორც წესი, სინათლის სიჩქარის ორი მესამედი. ეს შეიძლება სწრაფად ჟღერდეს, მაგრამ არის გარკვეული პრობლემები გჰც დიაპაზონში საათის სიხშირეებთან დაკავშირებით. 5 გჰც სიჩქარით, პროცესორის საათი ირხევა ყოველ 0,2 ნანოწამში ერთხელ. სამყაროს სიჩქარის აბსოლუტური ზღვარი არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში. სინათლის სიჩქარე ძალიან სწრაფია, თითქმის 300 მილიონი მეტრი წამში. მიუხედავად ამისა, 0,2 ნანოწამში სინათლე მხოლოდ 6 სანტიმეტრს ან 2,4 ინჩს გადის.

ახლა პროცესორები არც თუ ისე დიდია, მაგრამ მათი ზომა შედარებით ექვს სანტიმეტრს აღწევს. გზა a - სინათლეზე ნელი - ელექტრონი, რომელსაც გაივლის CPU-ში, ძნელად სწორია. ეს იწვევს თანმიმდევრულობის პრობლემებს, რადგან - ერთი საათის შემთხვევაში - CPU-ს ერთი მხარე უბრალოდ მოგვიანებით მიიღებს საათის პულსს. ამის წინააღმდეგ საბრძოლველად, პროცესორებს აქვთ მრავალი საათი, რომლებიც ყველა ყურადღებით სინქრონიზებულია, მაგრამ მოიცავს ბევრად უფრო მცირე ფართობს მთლიანი CPU-ში. ეს საშუალებას აძლევს თანამედროვე მაღალსიჩქარიან პროცესორებს დარჩეს სინქრონიზებული.

ბინინგი

პროცესორები შექმნილია კონკრეტული საათის სიჩქარით მუშაობისთვის. მწარმოებლები ყიდიან მათ გარანტირებული საათის სიჩქარით. უფრო სწრაფი მოდელები თითქმის ყოველთვის უფრო ძვირი იქნება. დეფექტების გარეშეც კი, წარმოების ტოლერანტობა იწვევს მცირე ცვალებადობას, რაც გავლენას ახდენს შესრულებაზე. სანამ თითოეული CPU გაიყიდება, ის ტესტირება ხდება მისი შესაძლებლობების დასადასტურებლად. ის დალაგებულია მაღალი ხარისხის „ურნაში“, თუ მას შეუძლია მიაღწიოს საათის უმაღლეს სიჩქარეს.

ანალოგიურად, პროცესორები, რომლებიც არ აღწევენ პიკს, მაგრამ შეუძლიათ მიაღწიონ პროცესორის ქვედა დონისთვის განკუთვნილ სიჩქარეს, დალაგებულია დაბალი შესრულების ურნებში. ამ პროცესს ეწოდება "ბინინგი" და ზოგადად ნიშნავს, რომ უფრო ძვირი CPU-ები, სავარაუდოდ, შეძლებენ იმუშაონ უფრო მაღალი საათის სიჩქარით. შესაძლებელია, რომ CPU-ებმა ქვედა ყუთებიდან უკეთესად იმუშაონ, ვიდრე მათი რეკლამირებული დონე. თუმცა, მათ შეიძლება ვერ გადააჭარბონ მას, რადგან ისინი ჩვეულებრივ არ იყვნენ მოთავსებული უფრო მაღალ ურნებში.

თუმცა, ყველა CPU არ გამოდის სრულყოფილი და წარმოების დეფექტებმა შეიძლება უბრალოდ ხელი შეუშალოს CPU-ს ოდესმე მუშაობას. წარმოების ეს დეფექტები ზოგჯერ შეიძლება იყოს საკმარისად უმნიშვნელო, რომ გარკვეული ფუნქციები უბრალოდ გამორთოთ. მაგალითად, თუ CPU-ს აქვს მცირე ხარვეზი, ამან შეიძლება ხელი შეუშალოს ერთ ბირთვს იმუშაოს მაშინ, როდესაც CPU-ის დანარჩენი ნაწილი კარგად არის.

პროდუქტის გასაყიდად, მწარმოებელი, როგორც წესი, გამორთავს დაზარალებულ ნაწილებს - და საჭიროების შემთხვევაში, პროდუქტის დონის შესასრულებლად - ზოგიერთ სრულყოფილად ფუნქციონალურ ნაწილსაც კი. ეს საშუალებას მისცემს მწარმოებელს გაყიდოს ის, რაც იყო, მაგალითად, ექვსბირთვიანი CPU, როგორც ოთხბირთვიანი, რაც მაინც უფრო მეტ ფულს გამოიმუშავებს, ვიდრე უბრალოდ ძვირი პროდუქტის გადაგდება. როგორც წესი, ეს პირდაპირ გავლენას არ ახდენს საათის სიხშირეზე, თუმცა ეს შეიძლება ნიშნავდეს, რომ ის, რაც იქნებოდა ზედა ბინ CPU, მოთავსებულია ქვედა იარუსში მხოლოდ იმიტომ, რომ ზოგიერთი ნაწილი გამორთული იყო.

დასკვნა

საათის სიხშირე გადამწყვეტი ფაქტორია CPU-ს მუშაობაში, თუმცა ის შეიძლება პირდაპირ შედარება არ იყოს CPU არქიტექტურებს შორის. CPU-ის საათის სიხშირე რეალურად ირიბად არის დაყენებული. სტანდარტული 100MHz ბაზის საათი გამოიყენება თითქმის ყველა კომპიუტერში.

შემდეგ CPU აყენებს მულტიპლიკატორს ამ საბაზისო საათზე, რათა მიიღოს მისი რეალური საათის სიხშირე. CPU-ები იყიდება გარანტიით, რომ მუშაობენ კონკრეტული საათის სიჩქარით ან უფრო დაბალი. ხშირ შემთხვევაში, მათი გადატანა შესაძლებელია ზედმეტად გადატვირთვის გზით. თუმცა, ეს ხშირად მოითხოვს კარგ გაგრილებას, რადგან ის მოიხმარს მეტ ენერგიას და გამოიმუშავებს მეტ სითბოს.