Hva er en klokkesyklus?

En klokkesyklus, klokkesignal eller logisk takt som de pleide å bli kalt, er en slags metronom som hjelper til med å koordinere handlinger og timinger i en datamaskin. En klokkegenerator genererer et klokkesignal. I motsetning til en standard veggklokke brukes ikke til å fortelle tiden. I stedet veksler den kontinuerlig mellom en "høy" og en "lav" tilstand. Den faktiske formen på klokken er variabel - forskjellige systemer bruker forskjellige typer for å oppnå det samme målet.

Den mest typiske formen for en klokkesyklus vil være en firkantbølge med en fast, konstant frekvens. Klokken er alltid i en av to tilstander - stiger mot toppen eller faller mot bunnen. Kretser som bruker klokkesyklusen for sin timing og handlinger blir aktive på signalets relevante stigende eller fallende kant.

Tips : Unntaket er systemer med dobbel datahastighet, for eksempel DDR RAM. I tilfellet med doble datahastighetssystemer, vil kretsene bli aktive i både de stigende og fallende kantene av syklusen.

Typer klokke

Det finnes forskjellige typer klokker. Enfaseklokken er den vanligste typen som brukes i systemer som er avhengige av klokkesykluser. Her blir alle klokkesignaler i hovedsak overført via én enkelt ledning. Naturligvis finnes det alternativer til dette.

Et system som sender klokkesignalet på to ledninger, med ikke-overlappende pulser av klokken, kalles en to-fase klokke. De to ledningene omtales som henholdsvis fase én og to. De to forskjellige fasene er alltid garantert omvendt synkronisert. Dette gir flere måter for kretser å ta timingen fra dem – og faktisk lar det prosessorer klare seg med færre porter, noe som fører til en mindre generell design. Å lage en prosessor med dette oppsettet er mer komplekst og noen ganger ikke like høy ytelse som en enfaset klokke.

Det tredje alternativet for klokker er en 4-fase klokke. Tidlig i prosessorutvikling ble firefaselogikk funnet i integrerte kretser. Denne logikken inneholdt fire separate, ikke-overlappende klokkesignaler. Dette var mer komplisert enn enkeltklokkekretser. Mens tidlige Texas Instruments og Western Digital-mikroprosessorer stolte på dette, ble det faset ut til fordel for de enklere enfase-klokkesyklusene.

Klokker for moderne CPUer

De fleste moderne mikroprosessorer bruker en lavfrekvent klokke i stedet for en høyfrekvent. Denne klokken kjøres deretter gjennom en multiplikator for å justere klokkehastigheten til den passende hastigheten prosessoren trenger. Dette gjør det mulig for datamaskinen å justere klokken. En lavere klokkehastighet er mer strømeffektiv, mens en høyere klokkehastighet lar CPUen yte bedre.

De fleste enheter trenger ikke klokken for å holde konstant hastighet hele tiden. Den eneste nødvendigheten er at den holder et jevnt intervall til enhver tid. Mange enheter har en variabel klokkehastighet som beveger seg mellom et fastsatt minimums- og maksimumspunkt etter behov.

Dette betyr at det forbrukes mindre energi når enheten går på tomgang under forespørsler med lav behandling. Klokkehastigheten og strømforbruket øker bare når enheten blir opptatt. Dette kan for eksempel skje når en spill-PC lanserer et spill i stedet for bare å gå på tomgang med Facebook åpen. Hva er dine tanker om emnet? Del dine tanker i kommentarene nedenfor.