Частота процессора в чем измеряется

Преимущества и недостатки процессоров AMD

Основное преимущество ЦП от АМД – это их стоимость в момент выходи и в первые полгода существования той или иной модели. Очень многие покупатели вообще думают, что у Интел и АМД существует определённый монопольный сговор с целью обеспечения прибылей друг друга. Есть множество косвенных факторов, указывающих на это, однако, если просто посмотреть на то, кому эти компании принадлежат, то ни о каком «заговоре» и речи быть не может.

Просто компания АМД имеет не меньший потенциал как для исследования рынка продукции, так и для разработки каких-то новых решений, а области электроники, однако, в отличие от Интел, результаты её экспериментов «выходят в свет» только в случае гарантированного успеха. Как, например, было с Athlon-XP, Athlon-64 или тем же ThreadRipper-ом. Интел же, пользуясь положением лидера может позволить себе продвигать и откровенно провальные идеи (такие, как, например, Slot-1, Celeron-D и прочее), не опасаясь за своё будущее.

Говоря простым языком, АМД проводит как-бы своеобразную «работу над ошибками», которые плодит Интел в своих разработках и маркетинговой политике. Поэтому решения от АМД хоть и могут в чём-то проиграть конкуренту, однако, с уверенностью можно сказать, что явных «ляпов» в своих чипах этот производитель допускает гораздо меньше, нежели его визави.

Однако, любая медаль имеет две стороны. Стремясь походить или даже в чём-то предвосхищать своего оппонента, фирма АМД как бы сама того не хотя, накладывает на себя определённые рамки, выражающиеся часто в ограничении производительности своих изделий (при том, что их цена по-прежнему существенно ниже аналогов от Интела).

Из этого выходит основной недостаток ЦП от АМД – они почти всегда хоть на немного, но медленнее своих прямых конкурентов.

Причина этого действия очень простая и кроется в психологии рынка. Например, пользователь, видя, что его AMD FX хоть и стоит на 30-40% дешевле i3, но проигрывает ему в производительности на 10%. Пользователю хочется большего быстродействия, но i3, он, естественно, покупать не будет, поскольку ему же предлагают Райзен 1700, который дешевле i5, хотя и немного медленнее его. И так далее.

И подобная ситуация наблюдается в любом сегменте рынка. То есть АМД стимулирует переход пользователей на более высокий по производительности и цене уровень вот таким незатейливым способом. Самое же главное, что все оказываются в выигрыше: и пользователь, получивший более современный ПК за меньшие деньги и производитель, получивший возможность продать новый товар.

Резюмируя можно сказать: плюса продукции АМД в её цене (производительность при меньшей стоимости), минусы – в немного уменьшенной производительности равных по уровню решений.

Понятие синхросигнала

Тактовый сигнал или синхросигнал—это сигнал, использующийся для согласования операций одной или более цифровых схем.

Синхросигнал обычно имеет форму меандра.
Активным уровнем тактового сигнала принято называть момент переключения из одного состояния в другое. Активным уровнем является высокий уровень, если схема переключается в момент, задаваемый фронтом синхросигнала, то есть когда синхросигнал переключается из нижнего уровня в верхний. Если переключение происходит по срезу синхросигнала, то активный уровень — низкий.

При декодировании он используется для определения скорости канала (например, 2,5 Гбит/с), а поток данных интерпретируется как последовательность нулей и единиц, передаваемых с частотой этого сигнала. Восстановленный тактовый сигнал также используется как точка отсчета для измерений джиттера

Точное восстановление тактового сигнала жизненно важно для определения корректности функционирования последовательного канала передачи данных. Главное достоинство этого метода состоит в том, что полученный опорный сигнал можно передать другому устройству или измерительному прибору для обеспечения синхронизации

Этот сигнал всегда можно использовать для синхронизации — в его передаче нет задержек по времени.

Как образовывается

Конечно, то, о чем мы будем говорить дальше, смогут понять лишь те, кто хоть немного связан с физикой и инженерией, но мы все-таки попробуем объяснить все простым языком.

Итак, в нем есть следующие устройства:

• тактовый резонатор – представляет собой обычный кристалл кварца, заключен в специальный защитный контейнер;
• тактовый генератор – устройство, которое преобразовывает один вид колебаний в другие;
• металлическая крышка;
• шина данных;
• текстолитовая подложка, к которой крепятся все остальные устройства.

Устройство

Так вот, кристалл кварца, то есть тактовый резонатор образуют колебания вследствие подачи напряжения. В результате образовываются колебания электрического тока.

К подложке крепится тактовый генератор, который преобразовывает электрические колебания в импульсы. Они передаются на шины данных, и таким образом результат вычислений попадает к пользователю.

Вот именно таким путем и получается тактовая частота. Интересно, что в отношении данного понятия существует огромное количество заблуждений, в частности, относительно связи ядер и частоты. Поэтому об этом тоже стоит поговорить.

Самый мощный процессор АМД

В настоящее время самый мощный процессор AMD – это AMD Ryzen Threadripper 2990WX, вышедший в августе 2018 года. Этот новый процессор не просто лучший среди АМД, это, пожалуй, самый быстрый ЦП для ПК в мире. Он не только возглавляет топ процессоров AMD, но и обходит даже лучшие модели от Интел, включая i7-8700 и даже легендарный i9-9900К.

Формально данный ЦП вышел в линейке поколения, поддерживающего архитектуру Zen+, однако он разительно отличается от других представителей этой линейки. Характеристики данного ЦП впечатляют. Основное отличие от любых соперников заключается в том, что данный ЦП имеет просто фантастическое количество ядер – 32. Каждое из ядер ещё и разбивается на 2 потока, то есть общее число потоков у него составляет 64.

Микросхема, несмотря на то, что сделана по 12 нм техпроцессу получилась достаточно громоздкой – её площадь почти в 1.5 раза больше обычного Райзена, и для того, чтоб разместить его её на материнке используется не ставший уже стандартным разъём АМ4, а новый сокет TR4 с 4094 контактами.

Данный ЦП обладает кэшем 2-го уровня по 512 Кб на ядро и Кэшем 3-го уровня в 64 Мб. То есть, суммарный объём кэша составляет почти 80 Мб.

Работает ЦП на штатной частоте в 3000 МГц, однако, в нём предусмотрен турборежим с частотой 4200 МГц. ПЦ способен поддерживать до 64 линий PCI-Express версии 3.0, а также может работать с памятью DDR4-2933 в четырёхканальном режиме.

Мощность тепловыделения составляет 250 Вт. То есть для нормального охлаждения этого монстра необходим кулер с большой мощностью рассеивания тепла.

Сравнение быстродействия данного ЦП и его потенциальных конкурентов как от Интел, так и от АМД, показало, что при прочих равных условиях в стоимости одного потока Ryzen Threadripper оказывается в самом выигрышном положении.

Сокет или тип разъема процессора

Процессор устанавливается в специальный раздел на материнской плате – гнездо или, как его называют, Socket (сокет). Условно можно сказать, что это срок жизни Вашей платформы или потенциал возможного развития на будущее. Номер сокета, т.е. его модель (например, Socket 775) должен совпадать с номером сокета на мат.плате, иначе установить процессор на неё не получится.

Очень часто можно столкнуться с ситуацией, когда люди пытаются сэкономить на разъеме процессора, т.е. они изначально покупают морально устаревший процессор и мат.плату, вышедшие в тираж уже довольно давно. Это плохо тем, что как только появятся новые стандарты и новый тип разъема, то, скорее всего, под старый уже не будут выпускать новые, более мощные процессоры, т.е. Вы будете ограничены в возможности апгрейда компьютера и при желании его улучшить придется менять не только процессор, но и мат.плату.

Примечание:
Сокет процессора и сокет материнской платы должны совпадать, иначе просто ничего работать не будет.

Впрочем, не всё всегда так критично, ибо, например, у AMD более гибкая политика в отношении этого вопроса. Компания даёт возможность провести безболезненный для кошелька апгрейд путем поддержки совместимости новых платформ со старыми. У каждого производителя имеются свои типы сокетов. Основными из новых и условно-новых, скажем, для Intel считаются LGA 2011, LGA 1155, LGA 775 и LGA 1156, причем два последние уже практически «канули в лету». У AMD самыми ходовыми являются разъемы AM3, Socket AM3+ и Socket FM1.

Самый простой способ отличить процессор Intel от AMD – это посмотреть на них и запомнить, что изделия от AMD всегда имеют на задней поверхности множество штырьков-контактов, с помощью которых они и вставляются в разъем материнской платы. Intel же с некоторых пор, в свою очередь, использует другое решение – контактные ножки находятся внутри разъема самой материнской платы.

Вывод. Какой процессор выбрать исходя из этого? Сокет процессора и материнской платы должны совпадать или быть обратно совместимы.

Жесткий диск

Жесткий диск необходим для хранения программ и
информации. В настоящее время в компьютерах используются жесткие диски 2 типов:
HDD и SSD. SSD – твердотельные накопители, не имеющие в своем составе
движущихся частей, — более производительные хранилища.

Объем памяти

Чем больше объем, тем больше можно вместить данных. Необходимо
рационально выбирать объем памяти. Малый объем будет создавать трудности в
работе, а слишком большой может быть не востребован.

Скорость чтения/записи

Чем выше скорость чтения, тем быстрее будет загружаться операционная система и программы. Наилучшими показателями скорости отличаются твердотельные SSD диски.

Апгрейд путем замены HDD на SSD не кажется таким очевидным. Однако такая замена значительно ускоряет загрузку операционной системы и программ в целом. Компьютер по ощущения начинает работать быстрее, практически не тормозит. Но надо понимать, что такой апгрейд влияет лишь на скорость отклика системы в целом, и никак не повлияет, например, на частоту кадров в компьютерных играх.

Тактовый сигнал в процессоре

В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет). Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше производительность процессора. Первые процессоры могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты, некоторых процессоров уже превосходят 500 МГц.
Выполнение различных элементарных операций может занимать от долей такта до многих тактов в зависимости от команды и процессора. Общая тенденция заключается в уменьшении количества тактов, затрачиваемых на выполнение элементарных операций.

Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 100-133 МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более..

Корпус ПК

Корпус персонального компьютера помимо того, что
содержит в себе все комплектующие, выполняет еще одну не слишком очевидную
функцию – охлаждение установленных компонентов. От конфигурации корпуса и
организации охлаждения зависит температура внутри корпуса. Помимо этого,
необходимо учитывать следующие моменты:

• Форм-фактор корпуса должен совпадать или быть больше
  по размеру, чем форм-фактор материнской платы.
• Высота кулера не должна быть больше, чем это позволяет
  размер корпуса, иначе боковая крышка попросту не закроется.
• Необходимо учитывать длину видеокарты и ширину
  посадочного места в корпусе. Оно должно быть больше длины видеокарты.
• Блок питания также подбирается по форм-фактору. Однако
  стоит заметить, что в большинстве корпусов используются блоки питания формата
  АТХ.

Конфигурация таковой в частоты в многоядерных процессорах

Процесс подсчета таковой частоты многядерного процессора, как определяющий фактор производительности CPU, иной, в отличии от подсчета производительности одноядерного процессора. На примере 4-х ядерного процессора, можно увидеть каждое ядро работает с тактовой частотой 3ГГц. То есть каждое ядро может выполнить равное количество вычислений в единицу времени при условии, что все ядра будут загружены процессом вычисления. За загрузку ядер «работой» отвечает приложение, которое запущено на компьютере пользователя (будь то игра, или архиватор). Нельзя сказать, что 4-х ядерный процессор с частотой 3ГГц будет иметь производительность на уровне одноядерного с частотой 12ГГц. Это совсем не так. Суть производительности многоядерных процессоров сводится к тому, что вычислительный процесс должен быть разбит на параллельные потоки, которые могут быть выполнены в одно и то же время различными ядрами процессора. У Intel параллельные потоки или многопоточность называется Hyper-Threading.

AMD FX-8150

Что такое тактовая частота процессора

Исторически сложилось, что тактовая частота процессора представляет собой главный показатель быстродействия компьютера, и в своё время даже необразованный человек, не знающий, чем оптический диск отличается от гибкого, мог с уверенностью заявить, что чем больше гигагерц в машине, тем лучше, и никто бы с ним не поспорил. Сегодня, в середине компьютерной эры, такого рода мода прошла, и разработчики стараются уйти в сторону создания более совершенной архитектуры, увеличения количества кэш-памяти и количества процессорных ядер, но тактовая частота является «королевой» характеристик. В общем смысле, это то количество элементарных операций (тактов), которое процессор может произвести за секунду времени.

Отсюда следует то, что чем выше тактовая частота процессора, тем больше элементарных операций способен выполнить компьютер, и, следовательно, тем быстрее он работает.

Тактовая частота передовых процессоров колеблется от двух до четырёх гигагерц. Она определяется умножением частоты шины процессора на определённый коэффициент. К примеру, процессор Intel Core i7 использует множитель х20 и имеет частоту шины, равную 133 МГц, в результате чего тактовая частота процессора составит 2660 МГц.

Современные процессоры: кэш-память и ядра

Несмотря на то, что ранее «многоядерность» была в новинку, на сегодняшний день на рынке практически не осталось одноядерных процессоров. И ничего удивительного в этом нет, ведь компьютерная индустрия не стоит на месте.

Поэтому следует ясно представлять, как рассчитывается тактовая частота для процессоров, имеющих два и более ядра.

Стоит сказать, что существует распространённое заблуждение насчёт вычисления частоты для таких процессоров. Например: «Имеется двухъядерный процессор с тактовой частотой в 1.8 ГГц, следовательно, его суммарная частота будет составлять 2 х 1.8ГГц=3.6ГГц, правильно?». Нет, неправильно. К сожалению, количество ядер никак не влияет на конечную тактовую частоту, если ваш процессор работал со скоростью в 3 ГГц, так он работать и будет, но при большем количестве ядер увеличатся его ресурсы, а это, в свою очередь, очень сильно повысит работоспособность.

Не стоит также забывать, что для современного процессора особо важен объем кэш-памяти. Это самая быстрая память ЭВМ, в которой дублируется рабочая информация, для которой необходим более быстрый доступ в данный момент времени.

Так как этот тип памяти очень дорог и трудоёмок в производстве, его значения сравнительно малы, но этих показателей достаточно для того, чтобы увеличить производительность всей системы без изменения таких параметров, как тактовая частота.

Максимальная тактовая частота процессора и разгон

Насколько бы ваш компьютер ни был хорош, когда-нибудь он все же устареет. Но не спешите нести его на помойку и с распростёртым кошельком бежать в ближайший магазин электроники. Большинство современных процессоров и видеокарт предусматривает дополнительный (помимо заводского) разгон, и, имея хорошую систему охлаждения, вы сможете поднять уровень номинальной частоты на 200-300 ГГц. Для экстремалов и любителей больших цифр также существует «оверклокинг» призывающий выжать из техники максимум. Многие люди, занимающиеся таким опасным делом, могут без труда разогнать одноядерный процессор до 6-7 ГГц, а некоторые даже ставят рекордные показатели в 8.2 ГГц.

«Импульсивное поведение» процессора

Процессор это сердце любой вычислительной машины, а к таковым относятся не только калькуляторы и компьютеры, используемые в сложных расчетах, но и любое устройство, работающее с оцифрованными данными. Чтобы преобразовать их в музыку, видео, изображение или, тем более, заставить программу совершить определенные операции, поток «нулей» и «единиц» записанный в двоичном коде необходимо пропустить через блок, выполняющий логические операции.

Такие обрабатывающие модули, созданные из множества полупроводниковых микротранзисторов и составляют основу кристалла процессора. Или, как говорят знатоки «камня».

Но вернемся к оцифрованному потоку данных, которые в реальности представляют собой наличие или отсутствие сигнала в электроцепи. Ведь именно его и обрабатывает транзистор. Но чтобы сделать такие сигналы читаемыми (отличаемыми друг от друга) его подают импульсами. Создает их тактовый генератор, интегрированный в архитектуру самого процессора.

Но за дополнительные герцы приходится расплачиваться повышенным энергопотреблением и сильным нагревом.

Основные характеристики процессоров

Характеристик у ЦП достаточно много, однако, главной является его набор команд или система команд. В настоящее время все ЦП для компьютеров используют систему команд, совместимую с 8086 (так называемое семейство х86). Для ЦП с 64-х битной архитектурой эта система команд расширяется дополнительным набором команд, но при этом, совместимость с х86 остаётся.

Следующей важной характеристикой ЦП является его разрядность или битность. Это число показывающее, со сколькими единичными разрядами ЦП может работать за 1 машинный цикл

Современные ЦП имеют разрядность 32 или 64 бита.

Помимо перечисленных, основными характеристиками ЦП являются:

• применяемая технология изготовления;
• используемый ЦП разъём или сокет;
• частота работы ЦП;
• наличие дополнительных ядер (как основных, так и графических);
• объём быстродействующей памяти на кристалле (кэша);
• наличие дополнительных функций.

Рассмотрим их более детально.

Сокет

Сокет материнской платы – это разъём, в который ЦП устанавливается. Он определят число выводов ЦП, подключённых к материнской плате. В зависимости от типа сокета их число, как и их тип (ножки или контактные площадки) могут быть различными.

Количество ядер центрального процессора

В настоящее время одноядерных ЦП практически не выпускается. Хотя, до сих пор эксплуатируются устаревшие модели Pentium и Celeron, имеющие только одно ядро. Большинство современных ЦП имеет их, как минимум 4. Максимальное их количество составляет 28 у ЦП Xeon от фирмы Intel и 32 у Threadripper от AMD.

Это число является важным параметром, поскольку именно оно определяет производительность ЦП в работе под многозадачной операционной системой.

Тактовая частота процессора

Тактовая частота определяет быстродействие ЦП, то есть частоту с которой он может обрабатывать команды. Она выражается в герцах; 1 герц – это тактовый импульс в секунду. У современных ЦП её значение составляет тысячи мегагерц или гигагерцы (миллиарды герц).

Кэш память центрального процессора

К основным характеристикам относится также объём кэш-памяти ЦП, то есть памяти, расположенной внутри него и работающей на той же частоте, что и сам ЦП. Быстродействие такой памяти существенно превышает быстродействие любой другой памяти, к которой относится, например, оперативная. Именно в кэш-память загружаются наиболее часто исполняемые последовательности кодов, а также в ней происходит временное хранение данных для разных потоков.

Объём кэш-памяти очень критичен для серверных задач, а также для задач, связанных с перебором большого количества данных (например, сложные математические расчёты, запросы к базам данных, хеширование при составлении блокчейнов и т.д.)

Это один из важнейших параметров ЦП серверной системы. ЦП, которые имеют большой объём кэша, иногда в 5-10 раз превосходят по производительности ЦП с большей частотой и большим количеством потоков.

Графическое ядро процессора

Эту характеристику можно назвать основной условно, однако, в последнее время её уделяется всё большее внимание. Дело в том, что идея интегрированной графики не в чипсет, а в ЦП имеет массу преимуществ:

1. Во-первых, существенно увеличивается производительность связки процессор-видеокарта. Собственно, сам графический процессор и является видеокартой. Это существенно упрощает обмен данными во всём ПК, поскольку видеокарта уде не занимает шину.
2. Во-вторых, надёжность микросхем ЦП примерно на порядок превосходит надёжность микросхем чипсетов, что увеличивает время безотказной работы системы в целом.
3. Ну, и в-третьих, скорость работы современных графических ядер, интегрированных в ЦП, примерно соответствует уровню low-end видеокарт, что позволяет сэкономить на создании простых компьютерных решений с экономией до сотни долларов на одном ПК.

На что влияет его частота

Тактовая частота ядра – количество операций, которые графический процессор выполняет в секунду. На сегодняшний день у мощных видеокарт этот показатель уже перевалил за гигагерц.

Таких показателей удалось добиться, благодаря уменьшению техпроцесса графического чипа, увеличив количество логических блоков на той же площади кристалла. Подробнее о техпроцессе видеокарты вы можете почитать здесь.

Два главных конкурента, которые выпускают графические чипы, Nvidia и AMD, постоянно соревнуются за повышение частотных характеристик. Выпустить новую топовую модель, которая по техническим параметрам хотя бы на пару месяцев заткнет за пояс конкурентов – уже скорее дело престижа, а не насущная потребность рынка.

Даже в развитых странах не каждый геймер может позволить себе такое устройство.

Зачем нужен графический процессор

Этот чип в видеокарте занят самым важным делом: он рендерит графику, просчитывая 2D и 3D объекты и их взаимодействие между собой и тем самым формируя изображение, передаваемое затем на дисплей монитора. Благодаря особенностям архитектуры, этот чип гораздо эффективнее обрабатывает графику по сравнению с центральным процессором, несмотря на меньшую мощность.

Такой чип может быть как составной частью видеокарты, так и быть интегрированным в северный мост материнской платы или как логический блок на ЦП. Как правило, последние два типа менее мощные и подходят для выполнения повседневных задач, но слабо справляются с рендерингом сложных объектов.