Во времена, когда мобильные телефоны были толстые и черно-белые, процессоры – одноядерные, а гигагерц казался непреодолимой планкой (лет 20 назад), единственной характеристикой для сравнения мощностей ЦП была тактовая частота. Десятилетие спустя второй важной характеристикой стало количество ядер. В наше время смартфон, толщиной менее сантиметра, содержит ядер больше, да и тактовую частоту имеет выше, чем простой ПК тех лет. Попробуем разобраться, на что влияет тактовая частота процессора.
Частота процессора влияет на скорость, с которой транзисторы процессора (и их внутри чипа сотни миллионов) производят переключение. Измеряется она в количестве переключений за секунду и выражается в миллионах или миллиардах герц (мегагерц или гигагерц). Один герц – это одно переключение транзисторов процессора в секунду, следовательно, один гигагерц – один миллиард таких переключений за то же время. За одно переключение, если говорить упрощенно, ядро делает одну математическую операцию.
Следуя обычной логике можно прийти к выводу, что чем больше частота – тем быстрее переключаются транзисторы в ядрах, тем скорее решаются задачи. Именно поэтому в прошлом, когда основная масса процессоров была по сути усовершенствованным Intel x86, архитектурные отличия были минимальны, и было ясно, что чем больше частота тактов – тем быстрее идут вычисления. Но со временем все изменилось.
Можно ли сравнивать частоты разных процессоров
В 21 веке разработчики научили свои процессоры обрабатывать за такт не одну инструкцию, а больше. Поэтому процессоры с одинаковой частотой тактов, но основанные на разных архитектурах, выдают разный уровень быстродействия. Intel Core i5 2 ГГц и Qualcomm Snapdragon 625 2 ГГц – это разные вещи. Хоть у второго ядер больше, но в тяжелых задачах он будет слабее. Поэтому саму частоту разных типов ядер сравнивать нельзя, важно учитывать еще и удельную производительность (количество выполнений инструкций за такт).
Если проводить аналогию с машинами, то тактовая частота – это скорость в км/ч, а удельная производительность – грузоподъемность в кг. Если рядом будут ехать легковушка (процессор ARM для смартфона) и самосвал (чип x86 для ПК) – то при равной скорости легковушка за раз перевезет пару сотен кило, а грузовик – несколько тонн. Если же говорить о разных типах ядер именно для смартфонов (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) – то это все легковушки, но с разной вместительностью. Соответственно, тут разница уже будет не так огромна, но тоже значительная.
Сравнивать можно только тактовые частоты ядер на одинаковой архитектуре. Например, MediaTek MT6750 и Qualcomm Sanapdragon 625 содержат по 8 ядер Cortex A53. Но у МТК их частота – до 1,5 ГГц, а у Куалкомм – 2 ГГц. Следовательно, второй процессор будет работать примерно на 33% быстрее. А вот Qualcomm Snapdragon 652 хоть и имеет частоту до 1,8 ГГц, но работает быстрее модели 625, так как в нем используются более мощные ядра Cortex A72.
Что дает высокая частота процессора в смартфоне
Как мы уже выяснили, чем выше тактовая частота – тем быстрее работает процессор. Следовательно, и производительность смартфона с более высокочастотным чипсетом будет выше. Если один процессор смартфона содержит 4 ядра Kryo на 2 ГГц, а второй – 4 такие же ядра Kryo на 3 ГГц, то второй будет примерно в 1,5 раза быстрее. Это ускорит запуск приложений, сократит время включения, позволит резвее обрабатывать тяжелые сайты в браузере и т.д.
Однако, выбирая смартфон с высокими частотами процессора, следует также помнить, что чем они выше – тем больше и потребление энергии. Поэтому если производитель накрутил побольше гигагерц, но не оптимизировал устройство должным образом – оно может перегреваться и входить в «троттлинг» (принудительный сброс частот). Таким недостатком в свое время страдал, например, Qualcomm Snapdragon 810.
Статьи и Лайфхаки
Любому владельцу смартфона хочется оценить, насколько крут его гаджет. Кому-то для этого достаточно цены, а кто-то хочет представить всё в цифрах, и в ход идут другие параметры.
Некоторые меряют производительность количеством ядер, другим милее частота.
Постараемся разобраться, на что же в действительности влияет тактовая частота чипсета смартфона, и можно ли ее учитывать, как некий абсолютный показатель производительности.
Что это такое вообще
И хотя в чипсетах всех смартфонов и большинства планшетов используется единственная архитектура ARM, не следует забывать, что она может быть разных поколений.
Корректно ли сравнивать частоты различных чипсетов?
Возможно, когда-то это и имело смыл. Но еще во времена одноядерных процессоров производительность чипов AMD в большинстве типов задач была несколько ниже, чем у Intel, имевших одинаковую с ними частоту. В случае чипсетов мобильных устройств всё еще более запутанно.
Сравнивать частоты процессоров x86 и ARM вообще не имеет смысла: архитектура ARM заведомо менее производительна, поскольку при ее создании упор делался на энергосбережение.
С тем же успехом можно проводить сравнение продуктивности CPU и видеокарты. Если же говорить о сравнениях между ARM процессорами, то следует понимать несколько вещей.
Различные типы ядер, используемых производителями SoC, могут иметь разную продуктивность при одинаковой частоте. И здесь многое зависит не только от поколения (хотя и оно тоже критично, сравнивать Cortex-A7 с A72 просто смешно), но и в их назначении.
Технология ARM big.LITTLE предусматривает использование в одном чипсете двух кластеров ядер, один из которых характеризуется высокой производительностью, а второй – повышенной экономичностью. При этом тактовая частота у них может быть (а может и не быть) одинаковой.
Так что в лучшем случае можно сравнивать частоты чипсетов, имеющие один и тот же тип ядер. К примеру, сравнение SoC, построенной на Cortex-A53 с чипсетом на Cortex-A72 будет уже некорректным.
Почему может изменяться тактовая частота
Нельзя забывать и о том, что частота не является абсолютной величиной. В чипсетах смартфонов она достаточно часто меняется. Одной из причин может стать переключение между кластерами ядер в соответствии всё с той же технологией big.LITTLE.
Если задача не требует высокой производительности, система переключится на ядра с меньшей тактовой. Напротив, если будет запущено ресурсоемкое приложение, в дело вступят более высокочастотные.
Вторая причина именуется , и она напрямую связана с температурой устройства. При повышении температуры микросхемы включается алгоритм, понижающий частоту, причем не скачкообразно, а в соответствии с графиком изменения самой температуры.
Легко понять, что заявленная производителем SoC максимальная частота имеет мало общего с реальной, которая на самом деле будет иметь место при пользовании гаджетом.
Итог
Как легко можно видеть, в качестве некоего абсолютного показателя продуктивности процессора тактовая частота подходит столь же плохо, как и количество его ядер.
Количественное сравнение чипсетов одного класса и поколения вообще не слишком оправдано: слишком много зависит от аппаратного «обрамления» и программного обеспечения.
Дополнительных факторов, воздействующих на результат оценки, настолько много, что говорить о чем-то можно разве что на уровне: « 1 ГГц – это мало, 3 ГГц – это много».
По большей части использование этой величины в спецификациях мобильных устройств носит маркетинговый характер, рассчитанный на не слишком искушенного покупателя.
Гораздо разумнее при выборе устройства пользоваться интегральными наподобие .
Они тоже не являются истиной в последней инстанции, но хотя бы позволяют получить несколько более актуальную картину продуктивности гаджета при выполнении тех или иных задач.
Если же говорить о сравнении процессоров различных платформ на основе их рабочей частоты – то это вообще полный нонсенс.
Для синхронизации и согласования работы различных устройств, имеющих разное быстродействие, используется тактовая частота. Любая команда выполняется за один или несколько циклов (тактов), а скорость чередования импульсов (частота) задает ритм работы всех составляющих системы и во многом определяет скорость работы. Источником тактовой частоты является отдельный блок - генератор, который представляет собой Чем больше импульсов за одну секунду подает генератор, тем быстрее происходят вычислительные операции, тем быстрее работает компьютер. Именно так до недавнего времени и было, но с изобретением многоядерных процессоров ситуация несколько изменилась. Итак, тактовая частота - это количество импульсов в секунду, которые синхронизируют работу компьютера.
Сегодня на производительность работы компьютера оказывает влияние не только тактовая частота, а и объем кэша, количество ядер, скорость работы видеокарты и архитектура процессора. Например, современные имеют относительно невысокую тактовую частоту, а работают намного быстрее. Это достигается путем программного разделения вычислительных операций между Таким образом, операция при меньшей скорости обработки выполняется быстрее - увеличивается После появления многоядерных процессоров повышение тактовой частоты стало не столь актуальным. Сегодня скорость работы компьютера, наряду с этим параметром, определяется и количеством ядер, и данных в других частях системы.
В процессе изготовления процессоры тестируются в различных режимах, при различных температурах и давлении. В результате тестов определяется максимальная рабочая тактовая частота, которая и стоит на маркировке. Но это не самое большое ее значение, существует такое понятие, как разгон процессора, при котором тактовая частота намного возрастает.
Производство многоядерных процессоров решило еще одну проблему: уменьшение температуры процессора. С увеличением тактовой частоты повышалось выделение тепла процессором, что вело к перегреву и сбоям в работе. Многоядерные процессоры позволили при невысоких частотах увеличить быстродействие. Многие современные модели при неполной загрузке могут временно понижать тактовую частоту, сокращая энергопотребление и выделение тепла. За это время процессор успевает остывать, что ведет к снижению оборотов вентиляторов, уменьшению и понижению шумов (на высоких оборотах вентиляторы «звучат» достаточно громко).
Для не меньшую роль играет тактовая частота видеокарты. Тут имеется прямая зависимость - чем выше этот параметр, тем быстрее идет прорисовка готовых пикселей и выборка текстурных данных. Но устанавливать высокоскоростную видеокарту и иметь низкоскоростной процессор и ОЗУ небольшого объема не имеет смысла. Параметры всех этих устройств должны быть сбалансированы. Только в этом случае компьютер будет работать с высокой скоростью и без сбоев.
В наше время идти в ногу с компьютерными технологиями очень сложно, так как их развитие происходит очень быстро. Вы и не заметите, как компьютер, казалось бы, недавно приобретенный и еще не использовавший даже половины своих ресурсов уже морально устарел. Соответственно, падает производительность компьютера и системные требования уже не соответствуют современным играм и программным продуктам.
Как же действовать, поступать в таких случаях? Приобретать новый системный блок или достаточно будет заменить часть деталей?
Конкретного ответа на этот вопрос вы не найдете, так как каждый случай индивидуален. Где-то достаточно сменить пару комплектующих, а где-то перебрать весь блок, что равноценно приобретению нового.
Для начала определите «слабое звено». Очень важно сделать это правильно, ведь от этого зависят ваши затраты. Скорее всего, его замена и повлияет на характеристики вашего компьютера, повысит его работоспособность и более-менее приблизит к современному уровню.
Выбор подходящего процессора
Чаще всего обновлять персональный компьютер начинают с замены центрального процессора. На вид это небольшая микросхема, которая содержит в себе миллион транзисторов, крепится в разъем материнской платы, именуемый сокетом. Именно это устройство играет очень важную роль. От характеристик процессора зависит производительность всей системы, поскольку он, в первую очередь, отвечает за анализ данных, скорость их обработки.
Замена центрального процессора - ответственный шаг, и, прежде чем на него решиться, хорошо все обдумайте. Изучите подробно характеристики, по которым различаются процессоры. Особое внимание обратите на разъем материнской платы, куда вставляется процессор. Он предназначен только для конкретного типа процессоров. Обновляя свой персональный компьютер посредством замены процессора, прочитайте инструкцию к материнской плате; в ней должны быть описаны модификации, которые она поддерживает. Так же не помешает консультация со специалистом.
Основные характеристики процессора
После того, как вы определили тип процессора, обратите внимание на ряд основных характеристик, отвечающих за производительность. К ним относится количество ядер, тактовая частота, размеры кэша, частота шины и другие показатели.
Давайте разберем данные параметры подробно.
Сегодня число ядер процессора может варьироваться от двух до восьми. Соответственно, чем больше ядер, тем лучше производительность всей системы. При равных прочих параметрах и условиях процессор с меньшим количеством ядер всегда будет уступать.
Такой параметр как тактовая частота влияет на показатель скорости, с которой выполняются процессором вычислительные операции. Единицей измерения является герц (Гц). Чем больше показатель тактовой частоты, тем мощнее процессор. Среднее значение данного параметра для настольных персональных компьютеров находится в промежутке от 2 до 4 гигагерц. Для ноутбуков применяют процессоры с меньшим показателем тактовой частоты, начиная от 1.2 гигагерц. Они не такие мощные, но зато более мобильные. Текущее значение тактовой частоты вы можете посмотреть в панели управления компьютера, зайдя во вкладку система.
Важным элементом является системная шина . Она служит для связи процессора с северным мостом, то есть, по сути, это канал для передачи информации к процессору и обратно. Показатель частоты системной шины влияет на обмен информацией между процессором и различными узлами персонального компьютера: устройствами материнской платы, оперативной памятью, видеопроцессором и другими. Чем больше частота, тем с большей скоростью передаются данные. Единица измерения - мегагерц (МГц). Соответственно, приоритетнее те процессоры, которые поддерживают наиболее высокий показатель частоты, обычно около 1333 мегагерц и выше.
Определяясь с характеристиками процессора, важно знать тип оперативной памяти , установленной именно на вашем компьютере. Существует DDR2, DDR3. Этот параметр важен по той причине, что для достижения максимальной производительности материнская плата тоже должна поддерживать значение тактовой частоты оперативной памяти. Если у вас оперативная память, например, DDR2 с поддержкой частоты шины в 1066 мегагерц, а системная плата воспринимает память только с максимальной частотой в 800 мегагерц, то передача данных к оперативной памяти и обратно будет производиться на частоте именно системной платы.
Следующий параметр - кэш центрального процессора . Необходим для временного хранения ключевых программных данных. Единица измерения - килобайт (КБ) и мегабайт (МБ). От объема кэша зависит количество информации, которая может в нем поместиться, соответственно, чем больше объем, тем меньше времени потребуется для транспортировки данных из оперативной памяти. Этот показатель напрямую влияет на производительность компьютера. Проще говоря, кэш увеличивает личную память процессора, тем самым сокращая количество обращений к системной памяти. При выборе нового процессора уточните у консультанта объемы его кэша (на всех уровнях).
Ценовой диапазон процессоров достаточно обширен. Значение цены зависит как от характеристик, так и от фирмы производителя.
Но не всегда стоит увлекаться процессом поиска наивысших значений частоты и объема кэша. Трезво оцените цели, для которых вы модернизируете компьютер. Это поможет вам сэкономить, ведь для стандартных офисных программ и работы в интернете достаточно средних показателей производительности. Если же речь идет о компьютерных играх последнего поколения или о работе с графическими приложениями, то здесь уже необходим процессор с максимальными значениями тактовой частоты, частоты системной шины, трехуровневым кэшем.
Итак, вы определились с целями, подобрали процессор с нужными характеристиками. Не торопитесь его приобретать! Еще раз напоминаем, уточните у консультанта или на сайте производителя, подойдет ли он по разъему именно к вашей материнской плате и будет ли их совместная работа корректной. Часто необходимо обновление BIOSа.
Не забывайте при модернизации компьютера учитывать его общую конфигурацию, ведь наилучшая производительность достигается от работы системы, а не отдельной детали. Например, вы приобрели достаточно мощный процессор, но вы не добьетесь желаемых результатов, имея малый объем оперативной памяти, слабую сетевую или видеокарту, и наоборот. Поэтому задумайтесь, достигните ли вы высокой скорости обработки данных приобретя дорогостоящий процессор или рациональнее просто заменить старый системные блок на современный.
Готовимся к замене процессора
Если проведя анализ характеристик вашего компьютера, вы пришли к выводу необходимости смены процессора, серьезно отнеслись к его подбору и учли все необходимые нюансы, можно переходить к следующему этапу.
Для начала требуется обесточить системный блок, то есть выключит его из розетки. Далее аккуратно «раздеть», сняв обе крышки, возможно, для этого вам потребуется отвертка. Наверняка данную процедуру ранее вы не проделывали, поэтому первое, что бросится в глаза, - огромное количество пыли. От нее необходимо избавиться с помощью влажной тряпки или пылесоса.
Внимательно изучите ваш новый процессор и все, что к нему прилагается. Обычно стандартная BOX комплектация включает в себя, помимо процессора, заводскую систему охлаждения. К ней относится радиатор и кулер (вентилятор). Это очень удобно, так как детали подобраны производителем для возможности максимального охлаждения.
Приобретая процессор в OEM комплектации, вы сэкономите 300-400 рублей, но сразу появляются дополнительные затраты на охлаждение, да и к тому же могут возникнуть проблемы с установкой. Не стоит крепить к новому процессору систему охлаждения от старого. Замена вентилятора необходима, даже если возраст его предшественника менее года. Так же придется раскошелиться на термопасту, необходимую для обработки поверхности радиатора с целью его безопасной эксплуатации. В любом случае, система охлаждения является неотъемлемой частью, ведь она увеличит срок работоспособности процессора.
Ну вот, теперь вы готовы к установке нового процессора, однако мы еще не избавились от старого. Сначала оцените рабочее пространство. Для обеспечения лучшей видимости и доступности к деталям отсоедините центральный вентилятор, видеокарту и шлейфы, если в этом есть необходимость. Далее извлеките радиатор из креплений материнской платы, избавьтесь от старого кулера. Процессор освобожден. Аккуратно выньте его из сокета. Процедуру избавления от пыли необходимо повторить, но теперь уже именно для разъема, используя мягкую кисть или механизм продувки.
Последовальность замены процессора
Подготовительный этап пройден, приступаем непосредственно к установке. Освободите новый процессор от защитной упаковки. Не торопитесь быстрее «воткнуть» его в разъем, здесь важно совместить указатели. Внимательно присмотритесь, и вы заметите метку В на процессоре, которую необходимо совместить с меткой С на разъеме. В противном случае, возможно повреждение ножек процессора, а иногда и полной гибелью устройства. Если вы боитесь брать на себя такую ответственность, вызовите мастера, это, конечно, снова затраты, но зато есть гарантия. После установки центрального процессора в разъем не забудьте закрыть замки гнезда.
Если в приобретенном вами комплекте имеется радиатор, то поверхность стенки соприкосновения с процессором уже обработана термопастой. Если же радиатор приобретался отдельно, процедуру нанесения термопасты придется выполнить самостоятельно, заранее позаботившись о ее наличии.
Как только процессор установлен и закреплен в разъеме, переходим к установке радиатора и кулера.
Определив все комплектующие системного блока по своим местам, подключите их. Прикрутите или защелкните ранее снятые крышки системного блока, включите его. При необходимости обновите настройки BIOS. Поздравляем, ваш компьютер обновлен!
Что такое тактовая частота процессора? На что влияет эта характеристика и какими способами ее можно увеличить? Что такое максимальная тактовая частота процессора? Эти вопросы мы разберем в ходе данной статьи.
Понятие о тактовой частоте
Тактовая частота процессора - это один из наиболее важных параметров, характеризующих персональный компьютер, а также все другие устройства, построенные по его принципу. То есть свою тактовую частоту процессора имеют не только персональные компьютеры, но и ноутбуки, нетбуки, ультрабуки, планшетные компьютеры и смартфоны.
Тактовая частота процессора - это параметр, применяемый к отдельным устройствам, которые составляют компьютерную систему. Говоря конкретнее, речь идет о процессоре. На самом деле от тактовой частоты процессора зависит многое, но это не единственная деталь, которая оказывает влияние на работу системы.
Итак, чтобы разобраться с вопросом о тактовой частоте, сначала немного углубимся в словообразование. Что такое “такт” и какое отношение это слово имеет к нашему случаю? Такт есть не что иное, как промежуток времени, имеющий место между повтором двух импульсов. Эти импульсы, в свою очередь, создаются устройством под названием “генератор тактовых частот”. По сути дела, это микросхема, которая отвечает за формирование тактовой частоты, используемой материнской платой и самим процессором. То есть тактовая частота процессора - это та частота, на которой работает устройство.
Принцип действия ГТЧ
Генератор тактовой частоты создает импульсы, которые впоследствии рассылаются по устройству. Они форсируют архитектуру компьютера, попутно создавая синхронизацию между отдельными элементами. То есть ГТЧ является своеобразным “командиром”, который соединяет в одну последовательность рабочие компьютерные звенья. Так вот, чем чаще генератор тактовой частоты будет создавать импульсы, тем лучшее быстродействие будет у компьютера/ноутбука/смартфона и так далее.
Логично предположить, что если генератор тактовой частоты будет отсутствовать, то синхронизации между элементами не будет. Следовательно, устройство не сможет работать. Давайте предположим, что все-таки каким-то образом нам удалось привести такое устройство к жизни. Ну и что дальше? Все части компьютера будут работать на своей частоте в разное время. И что в результате? А в результате быстродействие компьютера снижается в десятки, сотни, а то и в тысячи раз. Разве такое устройство кому-то нужно? Вот в чем и заключается роль генератора тактовой частоты.
В чем измеряется тактовая частота?
Тактовую частоту, согласно международным стандартам, принято измерять как в мегагерцах, так и в гигагерцах. Оба вида измерений верны, скорее, это просто вопрос внешнего вида приставки и количества символов. Обозначения для двух измерений, соответственно, следующие: “МГц” и “ГГц”. Напомним тем, кто забыл, и расскажем тем, кто не знал, о том, что 1 МГц численно равен миллиону тактов, совершаемых в течение одной секунды. А гигагерц - на 3 степени больше. То есть это тысяча мегагерц. Компьютерные технологии не стоят на месте, как и все другие. Они, можно сказать, динамично развиваются, поэтому можно озвучить предположение о том, что в ближайшем будущем может появиться процессор, тактовую частоту которого будут измерять не в мегагерцах и не в гигагерцах, а в терагерцах. Это еще на 3 степени больше.
На что влияет тактовая частота процессора?
Как известно, компьютер, начиная от простых счетов и заканчивая новейшими играми, выполняет некоторый набор операций. Который, кстати, может быть вполне внушительным. Так вот, эти операции совершаются за определенное количество тактов. Следовательно, чем большую тактовую частоту будет иметь процессор, тем быстрее он сможет справляться с задачами. А вместе с этим увеличивается производительность, ускоряются расчеты и загрузка данных в различных приложениях.
О максимальной тактовой частоте
Ни для кого не секрет, что перед выпуском модели процессора в серийное производство его прототип тестируют. Причем тестируют с достаточной нагрузкой, чтобы выявить слабые места и несколько доработать их.
Тестирование процессора проводится при разной тактовой частоте. При этом изменяются и другие условия, такие как давление и температура. Для чего проводятся тесты? Они организуются не только для выявления и устранения неисправностей и неполадок, но и для того, чтобы получить значение, называемой максимальной тактовой частотой. Она обычно указывается в документации устройства, а также в его маркировке. Максимальная тактовая частота есть не что иное, как обыкновенная тактовая частота, которую процессор будет иметь в стандартных условиях.
О возможности регулировки
Вообще современные компьютерные материнские платы позволяют пользователю изменять тактовую частоту. Разумеется, это делается в том или ином диапазоне. Сейчас технологии позволяют процессорам работать на разных частотах в зависимости от выбора. И это, надо сказать, немаловажно, поскольку такой процессор может синхронизировать свою частоту с частотой, которую имеет материнская плата, ведь сам процессор устанавливается именно на нее.
Об увеличении тактовой частоты
Конечно, максимального результата можно достичь, просто-напросто приобретя новый процессор, имеющий повышенную тактовую частоту. Однако это не всегда возможно в финансовом плане, а значит, вопрос о том, как увеличить тактовую частоту процессора без вложения дополнительных средств в это дело, остается открытым.
Говоря в двух словах, разгон процессора совершается не за счет сторонних программ. Это, как и в случае с разгоном видеокарты, откровенная чушь. На самом деле улучшить работу процессора можно, выставив соответствующие настройки в BIOS.
Заключение
Итак, что мы выяснили в ходе данной статьи? Во-первых, тактовая частота процессора - это та частота, на которой работает устройство. Во-вторых, в компьютерах используется генератор тактовой частоты, который создает определенную частоту, синхронизирующую работу отдельных элементов. В-третьих, максимальной частотой процессора называется та частота, на которой работает процессор в нормальных условиях. В-четвертых, разгон процессора, то есть увеличение его тактовой частоты, возможно при помощи изменения настроек в BIOS.
Тактовая частота процессоров Intel, как и процессоров других марок, зависит от модели.
