Kas yra laikrodžio ciklas?

Laikrodžio ciklas, laikrodžio signalas arba loginis ritmas, kaip jie buvo vadinami, yra tam tikras metronomas, padedantis koordinuoti veiksmus ir laiką kompiuteryje. Laikrodžio generatorius generuoja laikrodžio signalą. Skirtingai nuo standartinio sieninio laikrodžio, jis nenaudojamas laikui rodyti. Vietoj to, jis nuolat persijungia iš „aukštos“ ir „žemos“ būsenos. Tikroji laikrodžio forma yra kintama – skirtingos sistemos tam pačiam tikslui pasiekti naudoja skirtingus tipus.

Tipiškiausia laikrodžio ciklo forma būtų kvadratinė banga su fiksuotu pastoviu dažniu. Laikrodis visada yra vienoje iš dviejų būsenų – kylantis link viršūnės arba krentantis link lovio. Grandinės, kurios savo laikui ir veiksmams naudoja laikrodžio ciklą, suaktyvėja atitinkamame signalo kylančioje arba krintančiame krašte.

Patarimas : Išimtis yra sistemos su dviguba duomenų perdavimo sparta, pvz., DDR RAM. Dviejų duomenų perdavimo spartos sistemų atveju grandinės taptų aktyvios ir kylančiose, ir besileidžiančiose ciklo briaunose.

Laikrodžių tipai

Yra įvairių tipų laikrodžiai. Vienfazis laikrodis yra labiausiai paplitęs tipas, naudojamas sistemose, kurios remiasi laikrodžio ciklais. Čia visi laikrodžio signalai iš esmės perduodami vienu laidu. Natūralu, kad tam yra alternatyvų.

Sistema, kuri siunčia laikrodžio signalą dviem laidais, kurių laikrodžio impulsai nesutampa, vadinama dvifaziu laikrodžiu. Du laidai atitinkamai vadinami pirmąja ir antra fazėmis. Garantuojama, kad dvi skirtingos fazės visada bus atvirkščiai sinchronizuotos. Tai suteikia papildomų būdų grandinėms perimti savo laiką – ir iš tikrųjų tai leidžia procesoriams apsieiti su mažiau užtvarų, todėl bendras dizainas yra mažesnis. Sukurti procesorių naudojant šią sąranką yra sudėtingesnis ir kartais ne toks našus kaip vienfazis laikrodis.

Trečias laikrodžių variantas yra 4 fazių laikrodis. Procesoriaus kūrimo pradžioje integriniuose grandynuose buvo rasta keturių fazių logika. Ši logika turėjo keturis atskirus, nesutampančius laikrodžio signalus. Tai buvo sudėtingiau nei vieno laikrodžio grandinės. Nors ankstyvieji „Texas Instruments“ ir „Western Digital“ mikroprocesoriai tuo rėmėsi, jie buvo palaipsniui panaikinti ir buvo naudojami paprastesni vienfazio laikrodžio ciklai.

Laikrodžiai šiuolaikiniams procesoriams

Dauguma šiuolaikinių mikroprocesorių naudoja ne aukšto dažnio, o žemo dažnio laikrodį. Tada šis laikrodis paleidžiamas per daugiklį, kad būtų galima reguliuoti laikrodžio greitį iki atitinkamo procesoriaus reikalingo greičio. Tai leidžia kompiuteriui reguliuoti laikrodį. Lėtesnis laikrodžio greitis yra efektyvesnis, o didesnis laikrodžio greitis leidžia CPU geriau veikti.

Daugeliui įrenginių nereikia, kad laikrodis visą laiką veiktų pastoviu greičiu. Vienintelė būtinybė yra tai, kad jis visą laiką išlaikytų pastovų intervalą. Daugelis įrenginių turi kintamą laikrodžio greitį, kuris prireikus juda tarp nustatyto minimalaus ir didžiausio taško.

Tai reiškia, kad sunaudojama mažiau energijos, nes įrenginys neveikia, kai reikalaujama mažai apdorojimo. Laikrodžio greitis ir energijos suvartojimas didėja tik tada, kai įrenginys yra užimtas. Taip gali nutikti, pavyzdžiui, kai žaidimų kompiuteris paleidžia žaidimą, o ne tik veikia tuščiąja eiga, kai atidaryta „Facebook“. Kokios jūsų mintys šia tema? Pasidalykite savo mintimis toliau pateiktuose komentaruose.