Vad är en klockcykel?

En klockcykel, klocksignal eller logisk takt som de brukade kallas, är en sorts metronom som hjälper till att koordinera åtgärder och tider i en dator. En klockgenerator genererar en klocksignal. Till skillnad från en vanlig väggklocka används inte för att visa tiden. Istället växlar den kontinuerligt mellan ett "högt" och ett "lågt" tillstånd. Den faktiska formen på klockan är variabel - olika system använder olika typer för att uppnå samma mål.

Den mest typiska formen av en klockcykel skulle vara en fyrkantsvåg med en fast, konstant frekvens. Klockan är alltid i ett av två tillstånd – stigande mot toppen eller fallande mot dalgången. Kretsar som använder klockcykeln för sin timing och handlingar blir aktiva på signalens relevanta stigande eller fallande flank.

Tips : Undantaget är system med dubbel datahastighet, till exempel DDR RAM. I fallet med system med dubbla datahastigheter skulle kretsarna bli aktiva i både stigande och fallande kanter av cykeln.

Typer av klockor

Det finns olika typer av klockor. Enfasklockan är den vanligaste typen som används i system som förlitar sig på klockcykler. Här sänds alla klocksignaler i huvudsak via en enda tråd. Naturligtvis finns det alternativ till detta.

Ett system som skickar klocksignalen på två ledningar, med icke-överlappande pulser av klockan, kallas en tvåfasig klocka. De två ledningarna kallas för fas ett respektive två. De två olika faserna är alltid garanterade omvänt synkroniserade. Detta ger ytterligare sätt för kretsar att ta sin timing från dem – och i själva verket tillåter det processorer att nöja sig med färre grindar, vilket leder till en mindre övergripande design. Att skapa en processor med den här inställningen är mer komplext och ibland inte lika högpresterande som en enfasig klocka.

Det tredje alternativet för klockor är en 4-fasig klocka. Tidigt i processorutvecklingen hittades fyrfaslogik i integrerade kretsar. Denna logik innehöll fyra separata, icke-överlappande klocksignaler. Detta var mer komplicerat än enklockskretsar. Medan tidiga Texas Instruments och Western Digital-mikroprocessorer förlitade sig på detta, fasades det ut till förmån för de enklare enfasiga klockcyklerna.

Klockor för moderna processorer

De flesta moderna mikroprocessorer använder en lågfrekvent klocka istället för en högfrekvent. Den klockan körs sedan genom en multiplikator för att justera klockhastigheten till den lämpliga hastigheten som processorn behöver. Detta gör det möjligt för datorn att justera klockan. En lägre klockhastighet är mer energieffektiv, medan en högre klockhastighet gör att CPU:n presterar bättre.

De flesta enheter behöver inte klockan för att hålla en konstant hastighet hela tiden. Den enda nödvändigheten är att den håller ett jämnt intervall hela tiden. Många enheter har en variabel klockhastighet som rör sig mellan en inställd minimum- och maxpunkt efter behov.

Detta innebär att mindre energi förbrukas när enheten går på tomgång under lågbearbetningsförfrågningar. Klockhastigheten och strömförbrukningen ökar bara när enheten blir upptagen. Detta kan till exempel hända när en speldator startar ett spel istället för att bara gå på tomgång med Facebook öppet. Vad är dina tankar om ämnet? Dela dina tankar i kommentarerna nedan.