Шта је такт?

Огромна већина рачунарских процесора ради на основу такта. Брзина такта је мера фреквенције осцилација генератора такта процесора. Ови импулси такта се користе за синхронизацију операција процесора и разуман су показатељ брзине процесора. Другим речима, то је брзина којом ЦПУ може да обавља одређене функције.

Брзина такта се мери у циклусима у секунди користећи СИ уједињује херце. Модерни ЦПУ и ГПУ-ови се обично мере у гигахерцима (ГХз), или милијардама циклуса у секунди. Историјски гледано, мегахерц (МХз) па чак и килохерц (кХз) су коришћени када су брзине процесора биле ниже.

Сат није тамо где мислите да јесте

Можда мислите да је стварни генератор такта који се користи за подешавање такта ЦПУ-а на самом ЦПУ-у. Генератор такта се налази у ЦПУ чипсету на матичној плочи. Чипсет поставља основни сат. Ово је обично тачно 100МХз. ЦПУ затим поставља своју брзину такта применом множитеља на основни сат.

Осцилатор језгра који подешава брзину такта је кристал кварца који осцилује на тачно једној фреквенцији када се примени електрични набој. Употреба множитеља значи да је могуће променити стварну брзину процесорског такта по жељи. Ово може бити корисно када покушавате да уштедите енергију у празном ходу или када покушавате да појачате више када је под оптерећењем. Оверцлоцкинг је процес ручног повећања овог множитеља.

Неке матичне плоче нуде други основни такт који може да ради на 125МХз. Ово формира други физички кристал кварца који осцилира брже. Као што можете очекивати, ово може повећати перформансе система, чак и на ЦПУ-има са закључаним множитељем, јер је сада затворено за множење веће вредности. Нажалост, ово може узроковати проблеме са стабилношћу других компоненти јер у основи све претпоставља основни такт од 100МХз. Ваша километража може варирати, али то генерално није препоручљиво.

Омогућавање ограничења брзине

Електрони у електричним колима могу да путују прилично брзо, обично две трећине брзине светлости. То би могло звучати брзо, али постоје неки проблеми са тактом у опсегу ГХз. При брзини такта од 5 ГХз, такт процесора осцилира једном у 0,2 наносекунде. Апсолутно ограничење брзине универзума је брзина светлости у вакууму. Брзина светлости је веома велика, скоро 300 милиона метара у секунди. Ипак, за 0,2 наносекунде, светлост путује само 6 центиметара или 2,4 инча.

Сада ЦПУ-и нису нарочито велики, али су релативно близу шест центиметара величине. Пут којим би – спорији од светлости – електрон прошао кроз ЦПУ тешко да је права. Ово доводи до проблема са кохерентношћу јер би – са једним тактом – једна страна ЦПУ-а једноставно касније добила импулс такта. Да би се борили против тога, ЦПУ-и имају више тактова који су сви пажљиво синхронизовани, али покривају много мање подручје унутар укупног ЦПУ-а. Ово омогућава модерним процесорима велике брзине да остану синхронизовани.

Биннинг

ЦПУ су дизајнирани да раде на одређеној брзини такта. Произвођачи их продају са загарантованом брзином такта. Бржи модели ће скоро увек бити скупљи. Чак и без кварова, производне толеранције доводе до малих варијација које утичу на перформансе. Пре него што се сваки ЦПУ прода, тестира се да би се потврдиле његове могућности. Он се сортира у „канту“ високих перформанси ако може да достигне највећу брзину такта.

Слично томе, процесори који не достижу максималну брзину, али могу да достигну брзине намењене нижим нивоима процесора, сортирају се у корпе са нижим перформансама. Овај процес се назива „бинирање“ и генерално значи да ће скупљи ЦПУ-и вероватно моћи да раде на вишим тактовима. Може бити могуће да процесори из нижих бинова раде боље од њиховог оглашеног нивоа. Међутим, можда неће моћи много да га премаше јер обично нису стављени у више канте.

Међутим, не излази сваки ЦПУ савршен, а грешке у производњи могу једноставно спречити ЦПУ да икада ради. Ови производни недостаци понекад могу бити довољно мали да се одређене карактеристике могу једноставно онемогућити. На пример, ако ЦПУ има малу грешку, то може спречити рад једног језгра док је остатак ЦПУ у реду.

Да би продао производ, произвођач ће обично онемогућити погођене делове – и ако је потребно, да би испунио ниво производа – чак и неке савршено функционалне делове. Ово може омогућити произвођачу да прода оно што је био, на пример, шест-језгарни ЦПУ као четворојезгарни ЦПУ, што им ипак зарађује више новца него једноставно одбацивање скупог производа. Типично, ово не утиче директно на брзину такта, мада то може значити да се оно што би представљало ЦПУ са горњом групом поставља на нижи ниво једноставно зато што су неки делови онемогућени.

Закључак

Брзина такта је критичан фактор у перформансама процесора, иако можда није директно упоредива између ЦПУ архитектура. Радни такт ЦПУ-а се заправо поставља индиректно. Стандардни основни такт од 100МХз се користи у скоро свим рачунарима.

ЦПУ затим поставља множилац на овом основном такту да би добио његову стварну брзину такта. ЦПУ-и се продају уз гаранцију да раде на одређеном такту или ниже. У многим случајевима, они се могу превазићи преко оверклока. Међутим, то често захтева добро хлађење јер троши више енергије и ствара више топлоте.