Kaj je takt?

Velika večina računalniških procesorjev deluje na podlagi takta. Takt je merilo frekvence nihanj taktnega generatorja procesorja. Ti urni impulzi se uporabljajo za sinhronizacijo delovanja procesorja in so razumen pokazatelj hitrosti procesorja. Z drugimi besedami, to je hitrost, s katero lahko CPE izvaja določene funkcije.

Hitrost ure se meri v ciklih na sekundo z uporabo SI enot Hertz. Sodobni procesorji in grafični procesorji se običajno merijo v gigahercih (GHz) ali milijardah ciklov na sekundo. V preteklosti so bili megaherci (MHz) in celo kiloherci (kHz) uporabljeni, ko je bil takt procesorja nižji.

Ura ni tam, kjer mislite, da je

Morda mislite, da je dejanski generator takta, ki se uporablja za nastavitev takta CPE, na samem CPE. Generator ure se nahaja v naboru čipov CPU na matični plošči. Nabor čipov nastavi osnovno uro. To je običajno natančno 100MHz. CPE nato nastavi svojo hitrost tako, da uporabi množitelj za osnovno uro.

Jedrni oscilator, ki nastavi frekvenco ure, je kvarčni kristal, ki niha na natančno eni frekvenci, ko se uporabi električni naboj. Uporaba množitelja pomeni, da je mogoče poljubno spreminjati dejansko frekvenco procesorja. To je lahko koristno, ko poskušate varčevati z energijo v prostem teku ali ko poskušate povečati moč, ko je pod obremenitvijo. Overclocking je postopek ročnega povečanja tega množitelja.

Nekatere matične plošče ponujajo drugo osnovno uro, ki lahko deluje pri 125 MHz. To tvori drugi fizični kristal kremena, ki niha hitreje. Kot lahko pričakujete, lahko to poveča zmogljivost sistema, tudi na procesorjih z zaklenjenim množiteljem, ker je zdaj zaprt za množenje večje vrednosti. Na žalost lahko to povzroči težave s stabilnostjo drugih komponent, saj v bistvu vse predvideva osnovno uro 100 MHz. Vaša kilometrina se lahko razlikuje, vendar to na splošno ni priporočljivo.

Omogoča omejitve hitrosti

Elektroni v električnih tokokrogih lahko potujejo precej hitro, običajno dve tretjini hitrosti svetlobe. To se morda sliši hitro, vendar obstaja nekaj težav s takti v območju GHz. Pri taktu 5 GHz ura procesorja oscilira enkrat na 0,2 nanosekunde. Absolutna omejitev hitrosti vesolja je hitrost svetlobe v vakuumu. Svetlobna hitrost je zelo velika, skoraj 300 milijonov metrov na sekundo. Kljub temu v 0,2 nanosekunde svetloba potuje le 6 centimetrov ali 2,4 palca.

Zdaj procesorji niso posebej veliki, vendar so veliki relativno blizu šestih centimetrov. Pot, ki bi jo – počasneje od svetlobe – elektron prehodil skozi CPE, je težko ravna. To vodi do težav s koherenco, saj bi – z eno samo uro – ena stran procesorja preprosto dobila taktni impulz pozneje. Za boj proti temu imajo procesorji več ur, ki so skrbno sinhronizirane, vendar pokrivajo veliko manjše območje znotraj celotnega procesorja. To omogoča sodobnim hitrim procesorjem, da ostanejo sinhronizirani.

Združevanje

CPU-ji so zasnovani za delovanje pri določeni taktni frekvenci. Proizvajalci jih prodajajo z zajamčenim taktom. Hitrejši modeli bodo skoraj vedno dražji. Tudi brez napak pride do proizvodnih toleranc do manjših odstopanj, ki vplivajo na delovanje. Preden se vsak CPU proda, se testira, da se potrdijo njegove zmogljivosti. Razvrsti se v visoko zmogljiv »smetnjak«, če lahko doseže najvišji takt.

Podobno so procesorji, ki ne dosežejo najvišje hitrosti, vendar lahko dosežejo hitrosti, namenjene nižjim nivojem procesorjev, razvrščeni v zaboje z nižjo zmogljivostjo. Ta postopek se imenuje "združevanje" in na splošno pomeni, da bodo dražji procesorji verjetno lahko delovali pri višjih taktih. Mogoče je, da procesorji iz nižjih binov delujejo bolje kot njihova oglaševana raven. Vendar ga morda ne bodo mogli veliko preseči, saj običajno niso bili postavljeni v višje zabojnike.

Vendar se vsak CPE ne izkaže popoln in proizvodne napake lahko preprosto preprečijo, da bi CPE sploh kdaj deloval. Te proizvodne napake so včasih lahko tako majhne, ​​da je mogoče nekatere funkcije preprosto onemogočiti. Na primer, če ima CPE majhno napako, lahko to prepreči delovanje enega jedra, medtem ko je preostali del CPE v redu.

Proizvajalec bo za prodajo izdelka običajno onemogočil prizadete dele – in po potrebi za doseganje ravni izdelka – celo nekatere popolnoma delujoče dele. To lahko proizvajalcu omogoči, da proda tisto, kar je bil na primer šestjedrni CPE, kot štirijedrni CPE, s čimer še vedno zasluži več denarja kot preprosto zavrženje dragega izdelka. Običajno to ne vpliva neposredno na takt, čeprav lahko pomeni, da se tisto, kar bi bil CPE z najvišjo zalogo, postavi na nižjo raven preprosto zato, ker so bili nekateri deli onemogočeni.

Zaključek

Takt je kritičen dejavnik pri zmogljivosti procesorja, čeprav morda ni neposredno primerljiv med arhitekturami procesorja. Takt procesorja je dejansko nastavljen posredno. Standardna osnovna ura 100MHz se uporablja v skoraj vseh računalnikih.

CPE nato nastavi množitelj na to osnovno uro, da dobi njeno dejansko hitrost. CPU-ji se prodajajo z garancijo za delovanje pri določenem taktu ali manj. V mnogih primerih jih je mogoče preseči z overclockingom. Vendar to pogosto zahteva dobro hlajenje, saj porabi več energije in ustvari več toplote.