Çfarë është norma e orës?

Shumica dërrmuese e procesorëve kompjuterikë funksionojnë bazuar në një frekuencë të orës. Shpejtësia e orës është një masë e frekuencës së lëkundjeve të gjeneratorit të orës së procesorit. Këto impulse të orës përdoren për të sinkronizuar operacionet e procesorit dhe janë një tregues i arsyeshëm i shpejtësisë së procesorit. Me fjalë të tjera, është shkalla me të cilën CPU mund të kryejë funksione specifike.

Shpejtësia e orës matet në cikle për sekondë duke përdorur SI unitet Hertz. CPU-të dhe GPU-të moderne zakonisht maten në Gigahertz (GHz), ose miliarda cikle për sekondë. Historikisht, Megahertz (MHz) dhe madje Kilohertz (kHz) janë përdorur kur shpejtësia e orës së procesorit ishte më e ulët.

Ora nuk është aty ku mendoni se është

Ju mund të mendoni se gjeneratori aktual i orës i përdorur për të vendosur shpejtësinë e orës së një CPU është në vetë CPU. Gjeneratori i orës është i vendosur në chipset CPU në motherboard. Çipset cakton orën bazë. Zakonisht kjo është saktësisht 100 MHz. CPU-ja më pas vendos shpejtësinë e orës duke aplikuar një shumëzues në orën bazë.

Oscilatori i bërthamës që përcakton shpejtësinë e orës është një kristal kuarci që lëkundet saktësisht në një frekuencë kur aplikohet një ngarkesë elektrike. Përdorimi i një shumëzuesi do të thotë se është e mundur të ndryshohet shpejtësia aktuale e orës së CPU-së sipas dëshirës. Kjo mund të jetë e dobishme kur përpiqeni të kurseni energji kur jeni në boshe ose kur përpiqeni të rriteni më lart kur jeni nën ngarkesë. Overclocking është procesi i rritjes manuale të këtij shumëzuesi.

Disa motherboard ofrojnë një orë bazë të dytë që mund të funksionojë në 125 MHz. Kjo formon një kristal të dytë fizik kuarci që lëkundet me një ritëm më të shpejtë. Siç mund ta prisni, kjo mund të rrisë performancën e sistemit, madje edhe në CPU me një shumëzues të kyçur, sepse tani është e mbyllur për të shumëzuar një vlerë më të madhe. Fatkeqësisht, kjo mund të shkaktojë probleme të stabilitetit me komponentët e tjerë pasi në thelb gjithçka supozon një orë bazë 100 MHz. kilometrazhi juaj mund të ndryshojë, por kjo në përgjithësi nuk është e këshillueshme.

Lejimi i kufizimeve të shpejtësisë

Elektronet në qarqet elektrike mund të udhëtojnë mjaft shpejt, zakonisht dy të tretat e shpejtësisë së dritës. Kjo mund të tingëllojë shpejt, por ka disa probleme me shpejtësinë e orës në intervalin GHz. Me një shpejtësi orësh prej 5 GHz, ora e CPU-së lëkundet një herë në 0,2 nanosekonda. Kufiri i shpejtësisë absolute të universit është shpejtësia e dritës në vakum. Shpejtësia e dritës është shumë e shpejtë, gati 300 milionë metra në sekondë. Megjithatë, në 0,2 nanosekonda, drita udhëton vetëm 6 centimetra ose 2,4 inç.

Tani CPU-të nuk janë veçanërisht të mëdha, por ato janë relativisht afër gjashtë centimetra në madhësi. Rruga që një elektron - më i ngadalshëm se drita - do të kalonte nëpër një CPU, nuk është i drejtë. Kjo çon në probleme koherence pasi – me një orë të vetme – njëra anë e CPU-së thjesht do të merrte pulsin e orës më vonë. Për ta luftuar atë, CPU-të kanë orë të shumta që janë të gjitha të sinkronizuara me kujdes, por mbulojnë një zonë shumë më të vogël brenda CPU-së së përgjithshme. Kjo lejon që CPU-të moderne me shpejtësi të lartë të qëndrojnë të sinkronizuar.

Binning

CPU-të janë krijuar për të funksionuar me një shpejtësi të caktuar ore. Prodhuesit i shesin ato me një shpejtësi të garantuar të orës. Modelet më të shpejta pothuajse gjithmonë do të jenë më të shtrenjta. Edhe pa defekte, tolerancat e prodhimit çojnë në ndryshime të lehta që ndikojnë në performancën. Përpara se çdo CPU të shitet, ai testohet për të konfirmuar aftësitë e tij. Ai renditet në një "kosh" me performancë të lartë nëse mund të arrijë shpejtësinë më të lartë të orës.

Në mënyrë të ngjashme, CPU-të që nuk arrijnë shpejtësinë maksimale, por mund të arrijnë shpejtësitë e destinuara për nivelet më të ulëta të procesorit, renditen në kosha me performancë më të ulët. Ky proces quhet "binning" dhe në përgjithësi do të thotë se CPU-të më të shtrenjta ka të ngjarë të jenë në gjendje të funksionojnë me ritme më të larta të orës. Mund të jetë e mundur që CPU-të nga kazanët më të ulët të performojnë më mirë se niveli i tyre i reklamuar. Megjithatë, ata mund të mos jenë në gjendje ta tejkalojnë atë shumë pasi zakonisht nuk vendoseshin në kosha më të larta.

Megjithatë, jo çdo CPU del i përsosur, dhe defektet e prodhimit thjesht mund të parandalojnë që një CPU të mos funksionojë ndonjëherë. Këto defekte prodhuese ndonjëherë mund të jenë mjaft të vogla saqë disa veçori thjesht mund të çaktivizohen. Për shembull, nëse një CPU ka një defekt të vogël, kjo mund të parandalojë që një bërthamë e vetme të funksionojë ndërsa pjesa tjetër e CPU-së është në rregull.

Për të shitur produktin, prodhuesi zakonisht do të çaktivizojë pjesët e prekura - dhe nëse është e nevojshme, për të përmbushur një nivel produkti - madje edhe disa pjesë krejtësisht funksionale. Kjo mund t'i lejojë prodhuesit të shesë atë që ishte, për shembull, një CPU me gjashtë bërthama si një CPU me katër bërthama, e cila ende i fiton ata më shumë para sesa thjesht të hedhin poshtë një produkt të shtrenjtë. Në mënyrë tipike, kjo nuk ndikon drejtpërdrejt në shpejtësinë e orës, megjithëse mund të nënkuptojë se ajo që do të ishte një CPU e sipërme, vendoset në një nivel më të ulët thjesht sepse disa pjesë ishin çaktivizuar.

konkluzioni

Shpejtësia e orës është një faktor kritik në performancën e CPU-së, megjithëse mund të mos jetë drejtpërdrejt e krahasueshme midis arkitekturave të CPU-së. Shpejtësia e orës së një CPU në fakt vendoset në mënyrë indirekte. Një orë standarde bazë 100 MHz përdoret pothuajse në të gjithë kompjuterët.

CPU më pas vendos një shumëzues në këtë orë bazë për të marrë shpejtësinë e saj aktuale të orës. CPU-të shiten me një garanci për të funksionuar me një ritëm specifik orar ose më poshtë. Në shumë raste, ato mund të shtyhen përtej kësaj nëpërmjet mbingarkesës. Megjithatë, kjo shpesh kërkon ftohje të mirë pasi tërheq më shumë energji dhe gjeneron më shumë nxehtësi.