Mis on kella tsükkel?

Kella tsükkel, kellasignaal või loogikalöögid, nagu neid varem nimetati, on omamoodi metronoom, mis aitab arvutis toiminguid ja ajastust koordineerida. Kella generaator genereerib kellasignaali. Erinevalt tavalisest seinakellast ei kasutata seda kellaaja näitamiseks. Selle asemel lülitub see pidevalt "kõrge" ja "madala" oleku vahel. Kella tegelik kuju on muutuv – erinevad süsteemid kasutavad sama eesmärgi saavutamiseks erinevat tüüpi.

Kellatsükli kõige tüüpilisem vorm oleks fikseeritud konstantse sagedusega ruutlaine. Kell on alati ühes kahest olekust – tõuseb tipu poole või langeb lohu poole. Ahelad, mis kasutavad oma ajastamiseks ja toiminguteks kella tsüklit, muutuvad aktiivseks signaali vastaval tõusval või langeval serval.

Näpunäide : Erandiks on kahe andmeedastuskiirusega süsteemid, näiteks DDR RAM. Kahe andmeedastuskiirusega süsteemide puhul muutuksid ahelad aktiivseks nii tsükli tõusvas kui ka langevas servas.

Kellade tüübid

Kellasid on erinevat tüüpi. Ühefaasiline kell on kõige levinum tüüp, mida kasutatakse süsteemides, mis tuginevad kella tsüklitele. Siin edastatakse kõik kellasignaalid sisuliselt ühe juhtme kaudu. Loomulikult on sellele alternatiive.

Süsteemi, mis saadab kellasignaali kahel juhtmel, kella impulssidega, mis ei kattu, nimetatakse kahefaasiliseks kellaks. Neid kahte juhet nimetatakse vastavalt esimeseks ja teiseks faasiks. Kaks erinevat faasi on alati pöördvõrdeliselt sünkroniseeritud. See annab vooluringidele lisavõimalusi oma ajastuse võtmiseks – ja tegelikult võimaldab see protsessoritel hakkama saada vähemate väravatega, mis toob kaasa väiksema üldise disaini. Protsessori loomine selle seadistusega on keerulisem ja mõnikord mitte nii suure jõudlusega kui ühefaasiline kell.

Kolmas kellade võimalus on 4-faasiline kell. Protsessori arendamise alguses leiti integraallülitustes neljafaasiline loogika. See loogika sisaldas nelja eraldi, mittekattuvat kellasignaali. See oli keerulisem kui ühe kellaga ahelad. Kui varajased Texas Instruments ja Western Digital mikroprotsessorid toetusid sellele, kaotati see järk-järgult lihtsamate ühefaasiliste kellatsüklite kasuks.

Kellad kaasaegsetele protsessoritele

Enamik tänapäevaseid mikroprotsessoreid kasutab kõrgsagedusliku kella asemel madalsageduslikku kella. Seejärel juhitakse seda kella kordaja, et reguleerida taktsagedust protsessori jaoks vajaliku kiirusega. See võimaldab arvutil kella reguleerida. Aeglasem taktsagedus on energiasäästlikum, samas kui kõrgem taktsagedus võimaldab protsessoril paremini töötada.

Enamik seadmeid ei vaja kella, et püsida kogu aeg ühtlasel kiirusel. Ainus vajalik on see, et see säilitaks kogu aeg ühtlase intervalli. Paljudel seadmetel on muutuv taktsagedus, mis liigub vastavalt vajadusele seatud miinimum- ja maksimumpunkti vahel.

See tähendab, et vähese töötlusega päringute ajal kulub seade vähem energiat. Kella kiirus ja võimsustarve suurenevad ainult siis, kui seade on hõivatud. See võib juhtuda näiteks siis, kui mänguarvuti käivitab mängu, mitte ei tööta Facebookiga tühikäigul. Millised on teie mõtted sellel teemal? Jagage oma mõtteid allolevates kommentaarides.