대다수의 컴퓨터 프로세서는 클럭 속도를 기반으로 작동합니다. 클록 속도는 프로세서의 클록 생성기의 진동 주파수를 측정한 것입니다. 이러한 클록 펄스는 프로세서의 작동을 동기화하는 데 사용되며 프로세서 속도의 합리적인 지표입니다. 즉, CPU가 특정 기능을 수행할 수 있는 속도입니다.
클록 속도는 SI 단위 헤르츠를 사용하여 초당 사이클로 측정됩니다. 최신 CPU 및 GPU는 일반적으로 기가헤르츠(GHz) 또는 초당 수십억 주기로 측정됩니다. 역사적으로 메가헤르츠(MHz)와 킬로헤르츠(kHz)는 프로세서 클록 속도가 더 낮을 때 사용되었습니다.
시계는 당신이 생각하는 곳이 아닙니다
CPU의 클럭 속도를 설정하는 데 사용되는 실제 클럭 생성기가 CPU 자체에 있다고 생각할 수 있습니다. 클럭 생성기는 마더보드의 CPU 칩셋에 있습니다. 칩셋은 기본 클럭을 설정합니다. 이것은 일반적으로 정확히 100MHz입니다. 그런 다음 CPU는 기본 클럭에 승수를 적용하여 클럭 속도를 설정합니다.
클럭 속도를 설정하는 코어 발진기는 전하가 인가될 때 정확히 한 주파수로 발진하는 수정입니다. 승수를 사용하면 실제 CPU 클럭 속도를 마음대로 변경할 수 있습니다. 이것은 공회전 상태에서 전력을 절약하려고 할 때나 부하가 걸려 있을 때 더 높게 부스트하려고 할 때 유용할 수 있습니다. 오버클럭은 이 승수를 수동으로 높이는 프로세스입니다.
일부 마더보드는 125MHz에서 실행할 수 있는 두 번째 기본 클럭을 제공합니다. 이것은 더 빠른 속도로 진동하는 두 번째 물리적 수정 결정을 형성합니다. 예상대로 배수가 잠긴 CPU에서도 시스템 성능이 향상될 수 있습니다. 이제 더 큰 값을 곱하는 데 닫혀 있기 때문입니다. 불행히도 이것은 기본적으로 모든 것이 100MHz 기본 클록을 가정하기 때문에 다른 구성 요소에 안정성 문제를 일으킬 수 있습니다. 마일리지는 다를 수 있지만 일반적으로 권장되지 않습니다.
속도 제한 허용
전기 회로의 전자는 일반적으로 광속의 2/3로 상당히 빠르게 이동할 수 있습니다. 빠르게 들릴 수 있지만 GHz 범위의 클록 속도에 몇 가지 문제가 있습니다. 5GHz의 클럭 속도에서 CPU 클럭은 0.2나노초마다 한 번씩 진동합니다. 우주의 절대 속도 제한은 진공에서 빛의 속도입니다. 빛의 속도는 초당 거의 3억 미터로 매우 빠릅니다. 그럼에도 불구하고 0.2나노초 안에 빛은 6센티미터 또는 2.4인치만 이동합니다.
이제 CPU는 특별히 크지 않지만 크기가 비교적 6센티미터에 가깝습니다. 빛보다 느린 전자가 CPU를 통과하는 경로는 거의 직선적이지 않습니다. 이것은 단일 클럭으로 CPU의 한쪽이 나중에 클럭 펄스를 가져오기 때문에 일관성 문제로 이어집니다. 이를 방지하기 위해 CPU에는 모두 신중하게 동기화되지만 전체 CPU 내에서 훨씬 더 작은 영역을 차지하는 여러 클럭이 있습니다. 이를 통해 최신 고속 CPU가 동기화된 상태를 유지할 수 있습니다.
비닝
CPU는 특정 클럭 속도로 실행되도록 설계되었습니다. 제조업체는 보장된 클럭 속도로 판매합니다. 더 빠른 모델은 거의 항상 더 비쌉니다. 결함이 없더라도 제조 공차는 성능에 영향을 미치는 약간의 변동으로 이어집니다. 모든 CPU는 판매되기 전에 성능을 확인하기 위해 테스트를 거칩니다. 최고 클럭 속도에 도달할 수 있는 경우 고성능 "빈"으로 분류됩니다.
유사하게, 최고 속도에 도달하지 못하지만 낮은 프로세서 계층을 위한 속도에 도달할 수 있는 CPU는 낮은 성능 빈으로 분류됩니다. 이 프로세스를 "비닝(binning)"이라고 하며 일반적으로 더 비싼 CPU가 더 높은 클럭 속도로 실행될 수 있음을 의미합니다. 낮은 빈의 CPU가 광고된 계층보다 더 나은 성능을 발휘할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 더 높은 상자에 넣지 않았기 때문에 초과하지 못할 수도 있습니다.
그러나 모든 CPU가 완벽하게 나오는 것은 아니며 제조 결함으로 인해 CPU가 작동하지 않을 수 있습니다. 이러한 제조 결함은 특정 기능을 단순히 비활성화할 수 있을 정도로 사소한 경우가 있습니다. 예를 들어 CPU에 작은 결함이 있는 경우 나머지 CPU는 정상인 동안 단일 코어가 작동하지 않을 수 있습니다.
제품을 판매하기 위해 제조업체는 일반적으로 영향을 받는 부품을 비활성화하고 필요한 경우 제품 계층을 충족하기 위해 일부 완벽하게 작동하는 부품도 비활성화합니다. 이를 통해 제조업체는 예를 들어 6코어 CPU를 4코어 CPU로 판매할 수 있으며, 이는 단순히 값비싼 제품을 버리는 것보다 여전히 더 많은 돈을 벌 수 있습니다. 일반적으로 이것은 클럭 속도에 직접적인 영향을 미치지 않지만 일부 부품이 비활성화되어 상위 빈 CPU가 더 낮은 계층에 배치될 수 있음을 의미할 수 있습니다.
결론
클럭 속도는 CPU 성능의 중요한 요소이지만 CPU 아키텍처 간에 직접 비교할 수는 없습니다. CPU의 클럭 속도는 실제로 간접적으로 설정됩니다. 표준 100MHz 기본 클럭은 거의 모든 컴퓨터에서 사용됩니다.
그런 다음 CPU는 이 기본 클럭에 승수를 설정하여 실제 클럭 속도를 얻습니다. CPU는 특정 클럭 또는 그 이하에서 작동한다는 보장과 함께 판매됩니다. 많은 경우 오버클럭을 통해 그 이상으로 밀릴 수 있습니다. 그러나 더 많은 전력을 끌어들이고 더 많은 열을 발생시키기 때문에 종종 좋은 냉각이 필요합니다.