Что такое тактовая частота процессора и на что она влияет
Каждому пользователю хочется обзавестись компьютером, способным быстро выполнять любые задачи. Для любителей игр и программистов важно, чтобы персональный компьютер был еще и производительным. Во время выбора подходящей модели ПК опытные и неопытные пользователи первым делом смотрят на характеристики центрального процессора – «мозгового» центра любой электронной вычислительной машины.
Важным показателем ЦП выступает тактовая частота, которая характеризует способность компьютера производить определенное количество вычислительных операций за одну единицу времени. Раньше производители делали ставку на увеличение частоты, но в последнее время принципы IT-индустрии изменились, ровно как стали другими принципы создания современных микропроцессоров. В этой статье расскажем о тактовой частоте процессора и ее влиянии на производительность процессора.
Описание тактовой частоты процессора
Фактически частота ЦП, на которой он работает, является величиной, зависящей от двух важных параметров:
- скорости работы системной шины (front side bus или FSB);
- величина множителя, применяемого в ЦП в настоящее время.
Итоговая величина получается умножением одного параметра на другой. То есть каждый параметр может влиять общую частоту. Например, у процессоров Intel Core i7-4700 значение FSB равно 100 МГц, а множитель может меняться от 23 до 23 в зависимости от режима работы ЦП. Что соответствует реальному значению тактовой частоты процессора от 2300 МГц до 3300 МГц.
Обозначение и измерение частоты процессора
Частота обозначается на корпусе процессора или в его документации. Сразу следует отметить, что в этих местах указывается её штатная величина для ЦП. Измерение её реального показателя для ЦП может производиться либо средствами операционной системы, либо при помощи сторонних программ.
Влияние показателя
Частота является базовой величиной, влияющей на производительность компьютерной системы в целом. Это один из основных параметров, определяющий быстродействие ПК. Влияние других параметров (числа ядер, объёма кэш памяти и т.д.) проявляется не более, чем в 20% случаев.
Фактически для увеличения производительности системы можно попытаться увеличить значение тактовой частоты ЦП в тех пределах, которые будет позволять аппаратная часть компьютера.
Из чего состоит CPU
Центральный процессор состоит из 3-х частей:
- Ядро процессора, которое выполняет основную работу. Оно позволяет читать, расшифровывать, выполнять и отправлять инструкции. Ядро состоит из следующих частей:
- Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Выполняет основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе.
- Устройство управления (УУ). Управляет работой CPU с помощью электрических сигналов. От него зависит согласованность работы всех частей процессора и его связь с внешними устройствами.
Каждое ядро может выполнять только одну задачу, хоть и за долю секунды. Одноядерный процессор выполняет каждую задачу последовательно. Для современного объёма операций этого мало, поэтому ценятся CPU с более чем одним ядром, чтобы выполнять несколько задач одновременно. Например, двухъядерный выполняет две задачи одновременно, трехъядерный ― три и т. д.
- Запоминающее устройство. Это небольшая внутренняя память центрального процессора. Она состоит из регистров и кеш-памяти. В регистрах хранятся текущие команды, данные, промежуточные результаты операции. В кеш-память загружаются часто используемые команды и данные из оперативной памяти. Обратиться в кеш быстрее, чем в оперативную память, поэтому объём кеш-памяти влияет на скорость выполнения запросов.
- Шины ― это каналы, по которым передаётся информация. Они как рельсы для перевозки данных.
Главной характеристикой процессора является производительность. Она зависит от двух параметров: тактовая частота и разрядность.
Тактовая частота ― число выполненных операций в секунду. Измеряется в мегагерцах (МГц — миллион тактов в секунду ) и гигагерцах (ГГц — миллиард тактов в секунду). Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает машина.
Разрядность ― количество информации (байт), которое можно передать за такт. Разрядность процессора бывает 8, 16, 32, 64 бита. Современные процессоры 32-х и 64-битные.
Как узнать тактовую частоту процессора
Узнать характеристики процессора можно несколькими способами, стандартные обычно указываются в описании к модели процессора и на самом «камне». Информацию о CPU можно найти в разделе «Свойства системы», открыв «Панель управления ОС». Но эти два метода дают информацию о показателях, установленных по умолчанию. Для получения основных данных о ПК не нужны никакие утилиты
- Штатная – номинальное состояние, которые позволяет работать ЦП без нагрузок, сохранять его допустимые показатели тепловыделения, не занижая его быстродействие.
- Действующая – состояние ЦП, при котором используются необходимые показатели для работы системы в данный момент.
- Максимальная – в некоторых условиях, например, при запущенных играх или ПО, где нужна быстродействие от ПК, процессор может значительно нагреваться и увеличивать количество обрабатываемых тактов, для комфортной работы пользователя.
Показатели каждой из разновидности частот можно как понижать, так и снижать. Узнать, какая тактовая частота у процессора, возможно в программах: CPU-Z, AIDA64, HWInfo и др. Также эта характеристика указана в BIOS. Для получения информации, нужно открыть его (при загрузке компьютера нажмите «F12» или «Del», в зависимости от модели материнской платы), а затем откройте раздел «CPU Info».
Как образуется тактовая частота?
Как известно, тактовые колебания образуются в результате действия кристалла кварца, находящегося в специальном контейнере. Данное устройство носит название «тактовый резонатор». Кристалл начинает работать только после подачи напряжения и образования колебания электротока. Далее эти колебания подаются на тактовый генератор, вследствие чего происходит преобразование колебаний электротока в импульсы, и они уже передаются на шины данных.
Помните, что именно тактовый генератор отвечает за нужный такт функционирования всех компонентов ПК, включая шины, оперативную память и, конечно же, центральный процессор. Если тактовый генератор работает правильно, все компоненты также будут функционировать максимально синхронно и слаженно.
Существует и такое понятие, как период тактовой частоты.
Период тактовой частоты – это минимальная единица, посредством которой измеряется время работы процессора.
Объяснение на примере
Давайте представим, что 1 удар по музыкальному барабану – это 1 такт у процессора. Берем для сравнения два барабана, по одному ударяют 120 раз в минуту, по второму ударяют 80 раз в минуту, будет очевидным, что частотность звука первого барабана выше и громче, чем у второго.
Для самостоятельного эксперимента можете взять в руку обычную пишущую ручку, засечь 10 секунд и сделать 10 ударов ребром от ручки по столу, а затем за тоже самое время сделать 20 ударов, итог будет тот же что и с барабанами.Еще нужно понимать, что если у музыканта будет четыре барабана, вместо одного, то количество ударов не умножиться на кол-во барабанов, а распределяется на все, тем самым появятся более широкие возможности в проигрывании звуков.
Запомнить! Количество ядер не умножается на гигагерцы.
И именно поэтому, нигде в описаниях нет таких больших цифр, как 12Ghz или 24ГГц, ну и т.д., если только в результатах оверклокинга, и то навряд ли.В микропроцессоре за такт выполняется какое-то количество команд. То есть чем выше тактовая частота, тем больше выполненных команд за определенное количество времени происходит внутри микропроцессора.
Кстати, о том, что там внутри, вы можете узнать в статье — «Как устроен процессор внутри», которая уже появилась на блоге. Дальше интересней, так что подписывайтесь, чтобы всегда быть в курсе о появлении новых статей.
Что такое тактовая частота центрального процессора
Скорость процессора (часто называемая «тактовой частотой») – количество циклов, выполняемых процессором за одну секунду. Данный показатель выражается в герцах (Гц), где один герц соответствует одному циклу в секунду.
Если говорить о современных моделях процессоров, то в них тактовая частота обычно указывается в гигагерцах (ГГц), что равно одному миллиарду герц. Таким образом, если ЦП работает на частоте 3,6 ГГц, это означает, что он выполняет 3,6 миллиарда циклов в секунду.
Общее правило гласит: чем выше тактовая частота, тем быстрее работает процессор.
Однако стоит отметить, что частота не является мерой того, насколько быстро процессор взаимодействует с другими компонентами системы.
Чаще всего ЦП с более высокой частотой быстрее выполняет вычисления, однако это не является абсолютным показателем эффективности.
При покупке игрового ноутбука или сборке ПК пользователи часто совершают ошибку и обращают внимание только на процессоры с максимальной частотой, или же сравнивают разные модели на основе их тактовой частоты.
Этого делать не стоит, поскольку нужно учитывать количество ядер, архитектуру, объем кэш-памяти и энергопотребление.
Например, процессор с тактовой частотой 2,6 ГГц будет производительнее процессора с частотой 3,1 ГГц, если первый оснащен лучшей архитектурой и более эффективен – это позволяет ему выполнять больше инструкций за цикл.
Поскольку разные архитектуры процессоров обрабатывают команды по-разному, лучше всего сравнивать тактовую частоту процессоров одной марки и одного поколения.
Заключение
Четыре ядра, шесть ядер, низкая частота, высокая частота имеет ли это такое большое значение, если итоговая производительность «гуляет» от игры к игре, а в синтетических тестах разница между этими решениями настолько мала, что становится трудно «рассудить», какой типовой процессор действительно лучший? Все зависит от ваших конкретных задач.
Единственно, что можно вычленить из всего этого тестирования — покупайте процессоры холодные, производительные и современные, особое внимание уделяйте микроархитектуре процессора, не гонитесь за парой лишних ядер при низкой частоте, но и не акцентируйте внимание на высоких частотах. Совсем скоро пред многими предстанет выбор бюджетного процессора для игр и мультимедиа — Ryzen 5 1600AF и Ryzen 3 3100. Какой процессор выбрать по моему мнению — никакой, а чуть переплатить и забрать Ryzen 5 3500X. А все потому что процессоры из одного ценового сегмента примерно равны по производительности, либо же созданы под определенные задачи, на которые и вам стоит ориентироваться.
Самое простое в выборе процессора из одного ценового сегмента — сравнить процессоры именно в тех задачах, которые вам интересны и выбрать именно тот процессор, который покажет себя лучше в приоритетных для вас задачах.
Следовательно, если вы играете в игры, то оптимальным вариантом будет приобретение процессора с шестью производительными ядрами , если вас интересуют онлайн игры, то хорошим бюджетным решением будет четырехъядерный процессор с высокой производительностью на ядро, желательно с технологией многопоточности. А если вам нужен процессор для работы , тогда стоит обратить внимание на многоядерные процессоры с наименьшей ценой за ядро при большом количестве ядер. Отличный пример — Ryzen 9 3900 PRO.
Если же вы собираете универсальный компьютер с прицелом на будущее, то отличным решением для вас будет покупка современного процессора с восемью ядрами: Ryzen 7 1700 / 1700X / 2700 / 2700X — бюджетные универсальные процессоры для тех, кто не гонится за максимальным FPS в играх; Ryzen 7 3700X / I7 9700KF — максимальный FPS за разумные деньги с прицелом на будущее; I9 9900KF — лучший выбор энтузиаста-максималиста, если в ближайшие 5-7 лет планируется апгрейд только видеокарты.
А что вы считаете по этому поводу и по какому принципу выбираете процессор для себя ?
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news — это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
