Co je cyklus hodin?

Hodinový cyklus, hodinový signál nebo logický rytmus, jak se jim dříve říkalo, je druh metronomu, který pomáhá koordinovat akce a načasování v počítači. Hodinový generátor generuje hodinový signál. Na rozdíl od standardních nástěnných hodin se nepoužívají k ukazování času. Místo toho neustále přepíná mezi „vysokým“ a „nízkým“ stavem. Skutečná podoba hodin je variabilní – různé systémy používají různé typy k dosažení stejného cíle.

Nejtypičtější formou hodinového cyklu by byla obdélníková vlna s pevnou, konstantní frekvencí. Hodiny jsou vždy v jednom ze dvou stavů – stoupají k vrcholu nebo klesají ke žlabu. Obvody, které pro své časování a akce využívají cyklus hodin, se aktivují na příslušné vzestupné nebo sestupné hraně signálu.

Tip : Výjimkou jsou systémy s dvojnásobným datovým tokem, jako je DDR RAM. V případě systémů s duální přenosovou rychlostí by se obvody staly aktivními na vzestupné i sestupné hraně cyklu.

Typy hodin

Existují různé typy hodin. Jednofázové hodiny jsou nejběžnějším typem používaným v systémech, které se spoléhají na hodinové cykly. Zde jsou všechny hodinové signály v podstatě přenášeny přes jediný vodič. K tomu samozřejmě existují alternativy.

Systém, který vysílá hodinový signál po dvou vodičích s nepřekrývajícími se impulsy hodin, se nazývá dvoufázové hodiny. Tyto dva vodiče se označují jako fáze jedna a dvě. U dvou různých fází je vždy zaručena inverzní synchronizace. To poskytuje obvodům další způsoby, jak z nich převzít své časování – a ve skutečnosti to umožňuje procesorům vystačit si s menším počtem hradel, což vede k menšímu celkovému designu. Vytvoření procesoru s tímto nastavením je složitější a někdy není tak výkonné jako jednofázové hodiny.

Třetí možností pro hodiny jsou 4fázové hodiny. Na počátku vývoje procesorů byla v integrovaných obvodech nalezena čtyřfázová logika. Tato logika obsahovala čtyři samostatné, nepřekrývající se hodinové signály. To bylo složitější než jednohodinové obvody. Zatímco rané Texas Instruments a mikroprocesory Western Digital na to spoléhaly, byl postupně vyřazen ve prospěch jednodušších jednofázových hodinových cyklů.

Hodiny pro moderní CPU

Většina moderních mikroprocesorů používá nízkofrekvenční hodiny namísto vysokofrekvenčních. Tyto hodiny pak procházejí násobičem, aby se upravila rychlost hodin na vhodnou rychlost, kterou procesor potřebuje. To umožňuje počítači nastavit hodiny. Nižší rychlost hodin je energeticky efektivnější, zatímco vyšší rychlost hodin umožňuje lepší výkon procesoru.

Většina zařízení nepotřebuje, aby hodiny zůstaly neustále na konstantní rychlosti. Jedinou nutností je udržovat stálý interval po celou dobu. Mnoho zařízení má proměnnou rychlost hodin, která se podle potřeby pohybuje mezi nastaveným minimálním a maximálním bodem.

To znamená, že se spotřebovává méně energie, protože zařízení je nečinné během požadavků s nízkým zpracováním. Rychlost hodin a spotřeba energie se zvýší pouze tehdy, když je zařízení zaneprázdněno. To se může stát například tehdy, když herní počítač spustí hru a ne jen nečinně při otevřeném Facebooku. Jaký je váš názor na toto téma? Podělte se o své myšlenky v komentářích níže.