Tần số bộ xử lý cơ bản và cách thức hoạt động. Tần số bộ xử lý: đồng hồ, tối đa

Tuyên bố:

Tốc độ xung nhịp của bộ xử lý càng cao thì hiệu suất của nó càng cao.

Tốc độ của bộ xử lý luôn được so sánh dựa trên đặc điểm hàng đầu và dễ hiểu nhất của chúng - tần số xung nhịp. Xu hướng này được giới thiệu vào năm 1984 bởi các nhà tiếp thị PC của IBM, họ tuyên bố rằng bộ xử lý Intel 8088 trong máy tính của họ nhanh hơn gần 5 lần so với MOS Technology 6502 ở tần số xung nhịp.
từ Apple II - có nghĩa là nó nhanh hơn gần năm lần. Intel và Microsoft cũng đi theo logic tương tự vào những năm 90, cho rằng Pentium có năng suất cao hơn PowerPC của máy tính Apple chỉ vì nó có tốc độ xung nhịp cao hơn. Sau khi AMD tham gia cuộc đua vào cuối những năm 90, công ty đã phải đưa ra những dấu hiệu đặc biệt để so sánh bộ xử lý của họ với bộ xử lý Intel. Hầu hết người tiêu dùng đều tự tin rằng tốc độ xung nhịp là đặc điểm chính và Intel, công ty dựa vào sự tăng trưởng của mình, chỉ ủng hộ họ với niềm tin này.

JOHN THÌA

nhà báo

“Sau khi phát hành bộ xử lý Pentium III hoạt động ở tần số lên tới 667 MHz, AMD có thể mất đi vị trí dẫn đầu. Đã gửi
Bộ xử lý Athlon sẽ chạy trong tháng này
với tần số tối đa là 650 MHz. Nhưng sự lãnh đạo của Intel sẽ không tồn tại được lâu. Theo đại diện AMD, họ sẽ tung ra bộ xử lý có tần số 700 MHz vào cuối năm nay.”

Tại sao điều này không đúng:

Thời gian cần thiết để hoàn thành các thao tác quan trọng hơn tốc độ đồng hồ.

Chỉ so sánh tần số xung nhịp là đúng
bộ xử lý của cùng một dòng model có cùng kiến ​​trúc. Mặc dù tần số của Intel 8088 cao hơn gần năm lần so với tần số của MOS Technology 6502, nhưng trên thực tế, hoạt động tương tự có thể tiêu tốn nhiều chu kỳ xung nhịp hơn từ Intel 8088, đó là lý do tại sao lợi thế về tần số đã bị san bằng. Vì vậy, nó là
trong tương lai: đầu tiên là Apple, và sau đó là AMD đã cố gắng vạch trần “huyền thoại về megahertz”. Vào năm 2006, Intel cuối cùng đã tham gia cùng họ, đạt đến giới hạn tốc độ xung nhịp trên kiến ​​trúc mà nó đang sử dụng trong các bộ xử lý máy tính để bàn và thay đổi mô hình.

Ngày nay số lượng hoạt động mà bộ xử lý thực hiện
trong một chu kỳ đồng hồ, tốc độ đồng hồ chưa bao giờ quan trọng hơn thế. Trường hợp
là tần số càng cao thì nhiệt sinh ra càng cao,
và do đó những người tạo ra bộ xử lý di động tập trung
để tối ưu hóa, không phải số khô khan. Tuy nhiên, huyền thoại chẳng đi đến đâu
không biến mất mà thậm chí còn phát triển: chẳng hạn, nhiều người bắt đầu tin rằng tốc độ của bộ xử lý tỷ lệ thuận với số lõi trong đó. Có, và nếu bạn đặt tên cho một người bình thường là hai bộ xử lý có tần số xung nhịp khác nhau, thì anh ta vẫn sẽ
theo quán tính nó sẽ chọn cái có nhiều megahertz hơn.

04. 07.2018

Blog của Dmitry Vassiyarov.

Tốc độ xung nhịp và hiệu suất có giống nhau không?

Xin chào tất cả các độc giả và tôi sẽ đặc biệt vui mừng làm hài lòng các bạn với câu chuyện của tôi về chủ đề tốc độ xung nhịp của bộ xử lý là gì? Có lẽ đối với một số người, chủ đề này có vẻ cơ bản và ít được sử dụng, nhưng tôi chắc chắn rằng một số sự thật thú vị và những so sánh đơn giản sẽ cho phép bạn có cái nhìn mới mẻ về hoạt động của CPU.

Khi chọn phần cứng cho máy tính hoặc điện thoại thông minh mới, điều đầu tiên chúng ta quan tâm là bộ xử lý có bao nhiêu lõi và tần suất hoạt động của chúng là bao nhiêu. Bản thân thương hiệu CPU trong trường hợp này là vấn đề sở thích (AMD hoặc Intel, MTK hoặc Snapdragon), nhưng nếu trong số các mẫu được trình bày, một mẫu có đặc điểm tần số cao hơn, nhưng sự lựa chọn chắc chắn sẽ có lợi cho nó . Hãy xem tại sao điều này lại quan trọng đến vậy.

“Hành vi bốc đồng” của bộ xử lý

Bộ xử lý là trái tim của bất kỳ máy tính nào và điều này không chỉ bao gồm máy tính và máy tính được sử dụng trong các phép tính phức tạp mà còn bất kỳ thiết bị nào hoạt động với dữ liệu số hóa. Để chuyển đổi chúng thành nhạc, video, hình ảnh hoặc thậm chí hơn thế nữa là buộc chương trình thực hiện một số thao tác nhất định, luồng “số 0” và “số 1” được viết vào phải được chuyển qua một khối thực hiện các thao tác logic. Các mô-đun xử lý như vậy, được tạo ra từ nhiều microtransistor bán dẫn, tạo thành nền tảng của tinh thể bộ xử lý, hay như các chuyên gia nói, “đá”.

Nhưng chúng ta hãy quay trở lại luồng dữ liệu được số hóa, trong thực tế nó thể hiện sự hiện diện hay vắng mặt của tín hiệu trong mạch điện, bởi vì chính bóng bán dẫn sẽ xử lý điều này. Nhưng để làm cho các tín hiệu như vậy có thể đọc được (có thể phân biệt được với nhau), chúng được cung cấp dưới dạng xung, được tạo ra bởi bộ tạo xung nhịp được tích hợp vào kiến ​​​​trúc của chính bộ xử lý.

Ở những máy hiện đại tốt nhất, có tới 5.000.000.000 (năm tỷ!) xung xảy ra trong một giây. Giá trị này được đo bằng gigahertz (GHz) và là tốc độ xung nhịp của lõi bộ xử lý thực hiện các chức năng tính toán chính. Nó càng lớn thì càng tốt.

Nhưng hertz bổ sung phải trả giá bằng việc tăng mức tiêu thụ điện năng và tăng nhiệt.

Bạn có biết tần số CPU của bạn không?

Có một số cách để tìm ra tốc độ xung nhịp của bộ xử lý được cài đặt trên máy tính của bạn:

• Nhìn vào hộ chiếu nằm trong hộp của CPU;
• Tìm “Máy tính của tôi” trên màn hình, mở “Thuộc tính” trong menu ngữ cảnh của nó và kiểm tra các thông số chung của thiết bị;

• Cài đặt chương trình AIDA64 hoặc CPU-Z để hiển thị thông tin chi tiết nhất về bộ xử lý của bạn.

Đếm lõi và gigahertz

Trong thực tế, một chỉ số khách quan hơn về tốc độ CPU là số lượng thao tác được thực hiện trên một đơn vị thời gian. Và điều này đã bị ảnh hưởng bởi số lượng microtransistor có khả năng xử lý đồng thời một số tín hiệu. Bạn có thể đã nghe điều gì đó về công nghệ nano, nhưng phần tử điện toán càng nhỏ thì càng có thể đặt nhiều chúng trên “hòn đá” bộ xử lý.

Ngoài ra, hiệu suất xung nhịp của bộ xử lý được xác định bởi nó (tối ưu hóa sự tương tác giữa các mô-đun riêng lẻ) và số lượng luồng (các kênh để truy cập đồng thời vào lõi).

Ngoài ra, CPU còn sử dụng nhiều lõi để xử lý đồng thời nhiều tác vụ. Hơn nữa, có bộ xử lý dành cho điện thoại thông minh với tần số xung nhịp khác nhau của từng lõi: 4 lõi tiết kiệm năng lượng (1,8 GHz) và 4 lõi mạnh mẽ (trên 2,3 GHz). Các thiết bị đa lõi được cài đặt trên PC có thuật toán tối ưu hóa riêng, giúp các lõi có cơ hội hoạt động ở các tần số xung nhịp khác nhau.

Vì tôi đã đề cập đến chủ đề đa lõi nên tôi sẽ kể cho bạn nghe về một quan niệm sai lầm phổ biến về chủ đề chính của chúng ta. Ví dụ: một số người dùng mua bộ xử lý Intel Core 2 Quad với tần số mỗi lõi là 2,5 GHz, tin rằng họ sẽ nhận được một thiết bị có khả năng cung cấp 4 x 2,5 = 10 tỷ chu kỳ mỗi giây.

Điều này, các bạn của tôi, là một sai lầm. Bởi vì điều này sẽ không làm cho bộ tạo xung nhịp hoạt động nhanh hơn. Điều duy nhất tôi có thể làm bạn hài lòng là về mặt lý thuyết, mỗi lõi có thể thực hiện một thao tác riêng biệt, nhưng điều này thường đòi hỏi một vài chu kỳ xung nhịp.

Ép xung, điều tiết và sưởi ấm

Ở đây tôi cho rằng cần phải trả lời một câu hỏi thường gặp: điều gì quan trọng hơn khi chọn bộ xử lý, số lõi hay tốc độ xung nhịp.

Cả hai chỉ số đều xác định hiệu suất của bộ xử lý, do đó, 2 lõi ở tốc độ 4,5 GHz có thể hoạt động không kém hơn 4 ở tốc độ 2,5 GHz. Tất cả phụ thuộc vào các tác vụ đang được thực hiện và vào kiến ​​trúc được triển khai trong chip.

Đúng, vẫn còn một lưu ý: bạn sẽ không thêm lõi vào CPU nhưng bạn có thể ép xung bộ xử lý bằng cách tăng tần số xung nhịp của nó. Có một số cách để thực hiện việc này, nhưng tất cả đều yêu cầu phải đáp ứng một số điều kiện nhất định:

• Khả năng ép xung bộ xử lý trên lý thuyết;
• Khả năng chống lại các yếu tố của nó hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc sự hiện diện của hệ thống làm mát hiệu quả bổ sung;
• Yêu cầu khả năng ép xung của bo mạch chủ.

Thậm chí có một số CPU rẻ tiền phù hợp nhất để nâng cấp tần số như vậy: AMD FX-6300, AMD FX-4350, AMD Athlon X4 860K, Intel Pentium G3258.

Có thể bạn đã nhận thấy rằng trong cuộc trò chuyện của chúng ta về tốc độ xung nhịp, hiện tượng nóng lên của bộ xử lý được đề cập định kỳ. Hai thông số này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Rõ ràng là việc tăng nhiệt độ một cách nhân tạo sẽ kéo theo sự gia tăng nhiệt độ CPU.

Điều gì sẽ xảy ra nếu, vì một số lý do nhất định, bộ xử lý tự nóng lên (bộ làm mát bị hỏng hoặc bị nhiễm bẩn, keo tản nhiệt bị khô, làm việc trong thời tiết nóng)?

Trong trường hợp này, các nhà phát triển CPU đã cung cấp chức năng điều tiết để theo dõi nhiệt độ của chip và khi đạt đến các giá trị tới hạn, nó sẽ tự động giảm tốc độ xung nhịp của lõi và theo đó là hiệu suất của toàn bộ hệ thống.

Cuối cùng, tôi muốn lưu ý rằng RAM, bus hệ thống của bo mạch chủ và thậm chí cả bộ nhớ đệm của bộ xử lý đều có tần số hoạt động riêng, nhưng tần số xung nhịp lõi là tối đa.

Hãy nhớ điều này để không vô tình bị nhầm lẫn về các thuật ngữ và thiết bị.

Đây là nơi tôi kết thúc câu chuyện của mình và tôi sẽ chuẩn bị một bài viết mới với mục tiêu mang đến cho bạn những thông tin mới thú vị về cuộc sống của phần cứng máy tính.

* Luôn có những câu hỏi cấp bách về những gì bạn nên chú ý khi chọn bộ xử lý để không mắc sai lầm.

Mục tiêu của chúng tôi trong bài viết này là mô tả tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất bộ xử lý và các đặc tính hoạt động khác.

Có lẽ không có gì bí mật khi bộ xử lý là đơn vị tính toán chính của máy tính. Bạn thậm chí có thể nói – phần quan trọng nhất của máy tính.

Chính anh ta là người xử lý hầu hết tất cả các quy trình và tác vụ xảy ra trong máy tính.

Có thể là xem video, nghe nhạc, lướt Internet, viết và đọc trong bộ nhớ, xử lý 3D và video, trò chơi. Và nhiều hơn nữa.

Vì vậy, để lựa chọn C trung tâm P bộ xử lý, bạn nên xử lý nó thật cẩn thận. Có thể bạn quyết định cài đặt một card màn hình mạnh mẽ và bộ xử lý không tương ứng với cấp độ của nó. Trong trường hợp này, bộ xử lý sẽ không bộc lộ tiềm năng của card màn hình, điều này sẽ làm chậm hoạt động của nó. Bộ xử lý sẽ được tải đầy đủ và hoạt động theo đúng nghĩa đen, và card màn hình sẽ chờ đến lượt, hoạt động ở mức 60-70% khả năng của nó.

Đó là lý do tại sao khi chọn một máy tính cân bằng, Không chi phí bỏ bê bộ xử lýủng hộ một card màn hình mạnh mẽ. Sức mạnh của bộ xử lý phải đủ để phát huy tiềm năng của card màn hình, nếu không thì chỉ lãng phí tiền bạc.

Intel vs. AMD

*bắt kịp mãi mãi

Tập đoàn Intel, có nguồn nhân lực khổng lồ và nguồn tài chính gần như vô tận. Nhiều cải tiến trong ngành bán dẫn và công nghệ mới đến từ công ty này. Bộ xử lý và sự phát triển Intel, trung bình bằng 1-1,5 nhiều năm đi trước thành tựu của các kỹ sư AMD. Nhưng như bạn đã biết, bạn phải trả tiền để có cơ hội sở hữu những công nghệ hiện đại nhất.

Chính sách giá bộ xử lý Intel, đều dựa trên số lượng lõi, số lượng bộ nhớ đệm, nhưng cũng trên “sự tươi mới” của kiến ​​trúc, hiệu suất trên mỗi đồng hồoát,công nghệ xử lý chip. Ý nghĩa của bộ nhớ đệm, “sự tinh tế của quy trình kỹ thuật” và các đặc điểm quan trọng khác của bộ xử lý sẽ được thảo luận dưới đây. Để sở hữu các công nghệ như vậy cũng như hệ số nhân tần số miễn phí, bạn cũng sẽ phải trả thêm một khoản tiền.

Công ty AMD, không giống như công ty Intel, cố gắng cung cấp bộ xử lý cho người tiêu dùng cuối cùng và đưa ra chính sách giá phù hợp.

Người ta thậm chí có thể nói rằng AMD– « Con dấu nhân dân" Trong thẻ giá của nó, bạn sẽ tìm thấy những gì bạn cần ở một mức giá rất hấp dẫn. Thông thường một năm sau khi công ty có công nghệ mới Intel, một công nghệ tương tự xuất hiện từ AMD. Nếu bạn không theo đuổi hiệu suất cao nhất và chú ý đến giá cả hơn là sự sẵn có của các công nghệ tiên tiến, thì sản phẩm của công ty AMD- chỉ dành cho bạn.

Chính sách giá cả AMD, dựa nhiều hơn vào số lượng lõi và rất ít dựa trên dung lượng bộ nhớ đệm cũng như sự hiện diện của các cải tiến về kiến ​​​​trúc. Trong một số trường hợp, để có cơ hội có bộ nhớ đệm cấp ba, bạn sẽ phải trả thêm một chút ( hiện tượng có bộ nhớ đệm 3 cấp, môn thể thao nội dung chỉ có giới hạn, cấp 2). Nhưng đôi khi AMD làm hỏng người hâm mộ của anh ấy khả năng mở khóa bộ xử lý rẻ hơn sang bộ xử lý đắt tiền hơn. Bạn có thể mở khóa lõi hoặc bộ nhớ đệm. Cải thiện môn thể thao trước hiện tượng. Điều này có thể thực hiện được nhờ vào kiến ​​trúc mô-đun và việc thiếu một số mẫu rẻ hơn, AMD chỉ cần vô hiệu hóa một số khối trên chip của những khối (phần mềm) đắt tiền hơn.

lõi– thực tế không thay đổi, chỉ có số lượng của chúng là khác nhau (đúng đối với bộ xử lý 2006-2011 năm). Do tính mô-đun của bộ xử lý, công ty thực hiện rất tốt việc bán các chip bị loại, khi một số khối bị tắt, chúng sẽ trở thành bộ xử lý từ dây chuyền kém năng suất hơn.

Công ty đã làm việc trong nhiều năm trên một kiến ​​trúc hoàn toàn mới với tên mã Chiếc xe ủi, nhưng tại thời điểm phát hành vào 2011 Năm sau, bộ xử lý mới không thể hiện hiệu suất tốt nhất. AMD Tôi đổ lỗi cho hệ điều hành vì đã không hiểu các đặc điểm kiến ​​​​trúc của lõi kép và “đa luồng khác”.

Theo đại diện công ty, bạn nên chờ các bản sửa lỗi và vá lỗi đặc biệt để trải nghiệm toàn bộ hiệu suất của các bộ xử lý này. Tuy nhiên, lúc đầu 2012 năm sau, đại diện công ty đã hoãn phát hành bản cập nhật để hỗ trợ kiến ​​trúc Chiếc xe ủi cho nửa cuối năm nay.

Tần số bộ xử lý, số lõi, đa luồng.

Trong thời gian Pentium 4 và trước mặt anh ta - tần số CPU, là hệ số hiệu suất bộ xử lý chính khi chọn bộ xử lý.

Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, vì kiến ​​trúc bộ xử lý được phát triển đặc biệt để đạt được tần số cao và điều này đặc biệt được phản ánh trong bộ xử lý. Pentium 4 về kiến ​​trúc NetBurst. Tần số cao không hiệu quả với đường ống dài được sử dụng trong kiến ​​trúc. Thậm chí Athlon XP Tính thường xuyên 2GHz, xét về năng suất thì cao hơn Pentium 4 c 2,4 GHz. Vì vậy, đó là tiếp thị thuần túy. Sau sai sót này, công ty Intel nhận ra sai lầm của mình và trở lại mặt tốt Tôi bắt đầu làm việc không phải về thành phần tần số mà là hiệu suất trên mỗi đồng hồ. Từ kiến ​​trúc NetBurst Tôi đã phải từ chối.

Cái gì tương tự đối với chúng tôi cung cấp đa lõi?

Bộ xử lý lõi tứ với tần số 2,4 GHz, trong các ứng dụng đa luồng, về mặt lý thuyết sẽ tương đương gần đúng với bộ xử lý lõi đơn có tần số 9,6 GHz hoặc bộ xử lý 2 lõi có tần số 4,8 GHz. Nhưng đó chỉ là về mặt lý thuyết. Thực tế Tuy nhiên, hai bộ xử lý lõi kép trong bo mạch chủ hai socket sẽ nhanh hơn một bộ xử lý 4 lõi ở cùng tần số hoạt động. Giới hạn tốc độ xe buýt và độ trễ bộ nhớ gây ra hậu quả.

* có cùng kiến ​​trúc và dung lượng bộ nhớ đệm

Đa lõi giúp thực hiện các hướng dẫn và tính toán theo từng phần. Ví dụ, bạn cần thực hiện ba phép tính số học. Hai cái đầu tiên được thực thi trên mỗi lõi bộ xử lý và kết quả được thêm vào bộ nhớ đệm, nơi bất kỳ lõi trống nào có thể thực hiện hành động tiếp theo với chúng. Hệ thống này rất linh hoạt nhưng nếu không được tối ưu hóa phù hợp thì nó có thể không hoạt động. Do đó, việc tối ưu hóa đa lõi là rất quan trọng đối với kiến ​​trúc bộ xử lý trong môi trường HĐH.

Những ứng dụng “yêu thích” và sử dụngđa luồng: người lưu trữ, trình phát video và bộ mã hóa, thuốc chống virus, chương trình chống phân mảnh, biên tập đồ họa, trình duyệt, Tốc biến.

Ngoài ra, “những người yêu thích” đa luồng bao gồm các hệ điều hành như Windows 7 Và Windows Vista, cũng như nhiều hệ điều hành dựa trên hạt nhân Linux, hoạt động nhanh hơn đáng kể với bộ xử lý đa lõi.

Hầu hết Trò chơi, đôi khi bộ xử lý 2 nhân ở tần số cao là khá đủ. Tuy nhiên, hiện nay ngày càng có nhiều trò chơi được phát hành được thiết kế cho đa luồng. Hãy lấy ít nhất những thứ này Hộp cát trò chơi như GTA 4 hoặc Nguyên mẫu, trong đó trên bộ xử lý 2 lõi có tần số thấp hơn 2,6 GHz– bạn không cảm thấy thoải mái, tốc độ khung hình giảm xuống dưới 30 khung hình/giây. Mặc dù trong trường hợp này, rất có thể nguyên nhân dẫn đến những sự cố như vậy là do việc tối ưu hóa trò chơi “yếu”, thiếu thời gian hoặc ra tay “gián tiếp” của những người chuyển trò chơi từ bảng điều khiển sang bảng điều khiển. máy tính.

Khi mua bộ xử lý mới để chơi game, bây giờ bạn nên chú ý đến bộ xử lý có 4 lõi trở lên. Tuy nhiên, bạn vẫn không nên bỏ qua bộ xử lý 2 nhân thuộc “loại trên”. Trong một số trò chơi, những bộ xử lý này đôi khi cho cảm giác tốt hơn một số bộ xử lý đa lõi.

Bộ nhớ đệm của bộ xử lý.

là khu vực dành riêng của chip xử lý, trong đó dữ liệu trung gian giữa lõi xử lý, RAM và các bus khác được xử lý và lưu trữ.

Nó chạy ở tốc độ xung nhịp rất cao (thường là ở tần số của chính bộ xử lý), có băng thông rất cao và các lõi bộ xử lý hoạt động trực tiếp với nó ( L1).

Bởi vì cô ấy thiếu, bộ xử lý có thể không hoạt động trong các tác vụ tốn thời gian, chờ dữ liệu mới đến bộ đệm để xử lý. Ngoài ra bộ nhớ đệm phục vụ cho các bản ghi dữ liệu được lặp lại thường xuyên, nếu cần, có thể được khôi phục nhanh chóng mà không cần tính toán không cần thiết mà không buộc bộ xử lý phải lãng phí thời gian cho chúng một lần nữa.

Hiệu suất cũng được nâng cao nhờ bộ nhớ đệm được thống nhất và tất cả các lõi đều có thể sử dụng dữ liệu từ nó như nhau. Điều này cung cấp thêm cơ hội để tối ưu hóa đa luồng.

Kỹ thuật này hiện nay được sử dụng để Bộ đệm cấp 3. Dành cho bộ xử lý Intelđã có những bộ xử lý có bộ nhớ đệm cấp 2 thống nhất ( C2D E 7***,E 8***), nhờ đó phương pháp này xuất hiện để tăng hiệu suất đa luồng.

Khi ép xung bộ xử lý, bộ nhớ đệm có thể trở thành điểm yếu, khiến bộ xử lý không thể được ép xung vượt quá tần số hoạt động tối đa mà không gặp lỗi. Tuy nhiên, điểm cộng là nó sẽ chạy ở cùng tần số với bộ xử lý được ép xung.

Nói chung, bộ nhớ đệm càng lớn thì nhanh hơn CPU. Chính xác là trong ứng dụng nào?

Tất cả các ứng dụng sử dụng nhiều dữ liệu dấu phẩy động, hướng dẫn và luồng đều sử dụng nhiều bộ nhớ đệm. Bộ nhớ đệm rất phổ biến người lưu trữ, bộ mã hóa video, thuốc chống virus Và biên tập đồ họa vân vân.

Một lượng lớn bộ nhớ đệm là thuận lợi Trò chơi. Đặc biệt là chiến lược, trình mô phỏng tự động, game nhập vai, SandBox và tất cả các trò chơi có rất nhiều chi tiết nhỏ, hạt, yếu tố hình học, luồng thông tin và hiệu ứng vật lý.

Bộ nhớ đệm đóng vai trò rất quan trọng trong việc khai thác tiềm năng của hệ thống có 2 card màn hình trở lên. Rốt cuộc, một phần tải trọng rơi vào sự tương tác giữa các lõi bộ xử lý, giữa chúng và để làm việc với các luồng của một số chip video. Trong trường hợp này, việc tổ chức bộ nhớ đệm là quan trọng và bộ nhớ đệm cấp 3 lớn sẽ rất hữu ích.

Bộ nhớ đệm luôn được trang bị tính năng bảo vệ chống lại các lỗi có thể xảy ra ( ECC), nếu được phát hiện, chúng sẽ được sửa. Điều này rất quan trọng, vì một lỗi nhỏ trong bộ nhớ cache khi được xử lý có thể trở thành một lỗi lớn, liên tục khiến toàn bộ hệ thống bị hỏng.

Công nghệ độc quyền.

(siêu phân luồng, HT)–

công nghệ này lần đầu tiên được sử dụng trong bộ xử lý Pentium 4, nhưng không phải lúc nào nó cũng hoạt động chính xác và thường làm chậm bộ xử lý nhiều hơn là tăng tốc. Nguyên nhân là do đường ống quá dài và hệ thống dự đoán nhánh chưa được phát triển đầy đủ. Được công ty sử dụng Intel, chưa có công nghệ tương tự nào, trừ khi bạn coi nó là tương tự? những gì các kỹ sư của công ty đã thực hiện AMD trong kiến ​​trúc Chiếc xe ủi.

Nguyên tắc của hệ thống là đối với mỗi lõi vật lý, một hai luồng tính toán, thay vì một. Tức là, nếu bạn có bộ xử lý 4 nhân với HT (Cốt lõi tôi 7), thì bạn có chủ đề ảo 8 .

Hiệu suất đạt được là do dữ liệu có thể đi vào đường ống ở giữa đường ống chứ không nhất thiết phải ở đầu. Nếu một số khối bộ xử lý có khả năng thực hiện hành động này không hoạt động, chúng sẽ nhận được nhiệm vụ thực thi. Mức tăng hiệu suất không giống như mức tăng của lõi vật lý thực nhưng có thể so sánh được (~50-75%, tùy thuộc vào loại ứng dụng). Rất hiếm khi trong một số ứng dụng, HT ảnh hưởng tiêu cực cho hiệu suất. Điều này là do việc tối ưu hóa các ứng dụng cho công nghệ này kém, không thể hiểu được rằng có các luồng “ảo” và thiếu bộ hạn chế để tải các luồng một cách đồng đều.

bộ tăng ápTăng – một công nghệ rất hữu ích giúp tăng tần số hoạt động của các lõi bộ xử lý được sử dụng nhiều nhất, tùy thuộc vào mức tải của chúng. Nó rất hữu ích khi ứng dụng không biết cách sử dụng cả 4 lõi và chỉ tải một hoặc hai lõi, trong khi tần số hoạt động của chúng tăng lên, điều này bù đắp một phần cho hiệu suất. Công ty có một công nghệ tương tự của công nghệ này AMD, là công nghệ Lõi Turbo.

, 3 biết! hướng dẫn. Được thiết kế để tăng tốc bộ xử lý trong đa phương tiện tính toán (video, âm nhạc, đồ họa 2D/3D, v.v.), đồng thời tăng tốc hoạt động của các chương trình như trình lưu trữ, chương trình làm việc với hình ảnh và video (với sự hỗ trợ hướng dẫn từ các chương trình này).

3biết! – Công nghệ khá cũ AMD, chứa các hướng dẫn bổ sung để xử lý nội dung đa phương tiện, ngoài SSE phiên bản đầu tiên.

*Đặc biệt, khả năng truyền phát các số thực có độ chính xác đơn.

Có phiên bản mới nhất là một điểm cộng lớn; bộ xử lý bắt đầu thực hiện một số tác vụ nhất định hiệu quả hơn với sự tối ưu hóa phần mềm thích hợp. Bộ xử lý AMD có tên tương tự, nhưng hơi khác nhau.

* Ví dụ -SSE 4.1(Intel) - SSE 4A(AMD).

Ngoài ra, các bộ hướng dẫn này không giống nhau. Đây là những chất tương tự với sự khác biệt nhỏ.

Cool'n'Quiet, Thao tác nhanh CoolCore mê hoặc Một nửa Bang(C1E) VàT. d.

Những công nghệ này, ở mức tải thấp, sẽ giảm tần số bộ xử lý bằng cách giảm hệ số nhân và điện áp lõi, vô hiệu hóa một phần bộ đệm, v.v. Điều này cho phép bộ xử lý ít nóng lên hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn và ít gây tiếng ồn hơn. Nếu cần nguồn điện, bộ xử lý sẽ trở lại trạng thái bình thường trong tích tắc. Trên cài đặt tiêu chuẩn Tiểu sử Chúng hầu như luôn được bật, nếu muốn, chúng có thể bị tắt để giảm tình trạng "đóng băng" có thể xảy ra khi chuyển sang trò chơi 3D.

Một số công nghệ này kiểm soát tốc độ quay của quạt trong hệ thống. Ví dụ: nếu bộ xử lý không cần tăng khả năng tản nhiệt và không được tải thì tốc độ quạt của bộ xử lý sẽ giảm ( AMD Cool'n'Quiet, Intel Speed ​​Step).

Công nghệ ảo hóa intel Và Ảo hóa AMD.

Những công nghệ phần cứng này giúp bạn có thể chạy nhiều hệ điều hành cùng lúc bằng cách sử dụng các chương trình đặc biệt mà không bị giảm hiệu suất đáng kể. Nó cũng được sử dụng để vận hành chính xác các máy chủ, vì thường có nhiều hơn một hệ điều hành được cài đặt trên chúng.

Hành hình Vô hiệu hóa Chút VàKHÔNG hành hình Chút – công nghệ được thiết kế để bảo vệ máy tính khỏi các cuộc tấn công của virus và lỗi phần mềm có thể khiến hệ thống gặp sự cố tràn bộ nhớ.

Intel 64 , AMD 64 , EM 64 T – công nghệ này cho phép bộ xử lý hoạt động cả trong HĐH có kiến ​​​​trúc 32 bit và HĐH có kiến ​​​​trúc 64 bit. Hệ thống 64bit– xét về mặt lợi ích, đối với người dùng bình thường, điểm khác biệt là hệ thống này có thể sử dụng hơn 3,25GB RAM. Trên hệ thống 32 bit, sử dụng b ồ Không thể có dung lượng RAM lớn hơn do số lượng bộ nhớ có thể định địa chỉ* bị hạn chế.

Hầu hết các ứng dụng có kiến ​​trúc 32 bit đều có thể chạy trên hệ thống có HĐH 64 bit.

* Bạn có thể làm gì nếu quay lại năm 1985, thậm chí không ai có thể nghĩ về dung lượng RAM khổng lồ như vậy, theo tiêu chuẩn thời đó.

Ngoài ra.

Một vài lời về.

Điểm này đáng được chú ý. Quy trình kỹ thuật càng mỏng thì bộ xử lý càng tiêu thụ ít năng lượng hơn và do đó, nó càng ít nóng lên. Và trong số những thứ khác, nó có giới hạn an toàn cao hơn cho việc ép xung.

Quy trình kỹ thuật càng tinh tế thì bạn càng có thể “bọc” chip vào (và không chỉ) và tăng khả năng của bộ xử lý. Khả năng tản nhiệt và tiêu thụ điện năng cũng giảm tương ứng do tổn thất dòng điện thấp hơn và diện tích lõi giảm. Bạn có thể nhận thấy xu hướng là với mỗi thế hệ mới của cùng một kiến ​​trúc trên một quy trình công nghệ mới, mức tiêu thụ năng lượng cũng tăng lên, nhưng thực tế không phải vậy. Chỉ là các nhà sản xuất đang hướng tới năng suất cao hơn nữa và đang vượt ra ngoài ranh giới tản nhiệt của thế hệ bộ xử lý trước do số lượng bóng bán dẫn tăng lên, không tỷ lệ thuận với việc giảm quy trình kỹ thuật.

Được tích hợp vào bộ xử lý.

Nếu bạn không cần lõi video tích hợp thì bạn không nên mua bộ xử lý kèm theo nó. Bạn sẽ chỉ nhận được tình trạng tản nhiệt kém hơn, tỏa nhiệt nhiều hơn (không phải lúc nào cũng vậy), khả năng ép xung kém hơn (không phải lúc nào cũng vậy) và phải trả quá nhiều tiền.

Ngoài ra, những lõi được tích hợp trong bộ xử lý chỉ thích hợp để tải HĐH, lướt Internet và xem video (và không có bất kỳ chất lượng nào).

Xu hướng thị trường vẫn đang thay đổi và cơ hội mua bộ xử lý mạnh mẽ từ Intel Không có lõi video, nó ngày càng rơi ra ít hơn. Chính sách ép buộc lõi video tích hợp xuất hiện với bộ xử lý Intel dưới tên mã Cầu Cát, điểm cải tiến chính trong số đó là lõi tích hợp trên cùng một quy trình kỹ thuật. Lõi video được đặt cùng nhau với bộ xử lý trên một con chip và không đơn giản như các thế hệ bộ xử lý trước Intel. Đối với những người không sử dụng nó, có những nhược điểm như phải trả quá nhiều tiền cho bộ xử lý, sự dịch chuyển của nguồn sưởi so với tâm của nắp phân phối nhiệt. Tuy nhiên, cũng có những lợi thế. Lõi video bị vô hiệu hóa, có thể được sử dụng cho công nghệ mã hóa video rất nhanh Đồng bộ nhanh kết hợp với phần mềm đặc biệt hỗ trợ công nghệ này. Trong tương lai, Intel hứa hẹn sẽ mở rộng phạm vi sử dụng lõi video tích hợp cho tính toán song song.

Ổ cắm cho bộ xử lý. Tuổi thọ nền tảng.

Intel có chính sách khắc nghiệt cho nền tảng của nó. Tuổi thọ của mỗi loại (ngày bắt đầu và ngày kết thúc bán bộ xử lý) thường không vượt quá 1,5 - 2 năm. Ngoài ra, công ty còn có một số nền tảng phát triển song song.

Công ty AMD, có chính sách tương thích ngược lại. Trên nền tảng của cô ấy trên sáng 3, tất cả các bộ xử lý thế hệ tương lai hỗ trợ DDR3. Ngay cả khi nền tảng đạt tới Sáng 3+ và sau này, bộ xử lý mới cho sáng 3, hoặc bộ xử lý mới sẽ tương thích với bo mạch chủ cũ và bạn có thể thực hiện nâng cấp dễ dàng cho ví của mình bằng cách chỉ thay đổi bộ xử lý (không thay đổi bo mạch chủ, RAM, v.v.) và flash bo mạch chủ. Các sắc thái không tương thích duy nhất có thể phát sinh khi thay đổi loại, vì sẽ cần có bộ điều khiển bộ nhớ khác được tích hợp trong bộ xử lý. Vì vậy khả năng tương thích bị hạn chế và không được hỗ trợ bởi tất cả các bo mạch chủ. Nhưng nói chung, đối với người dùng có ngân sách hạn chế hoặc những người không quen với việc thay đổi hoàn toàn nền tảng 2 năm một lần, việc lựa chọn nhà sản xuất bộ xử lý là rõ ràng - điều này AMD.

Làm mát CPU.

Đạt tiêu chuẩn với bộ xử lý HỘP-một bộ làm mát mới sẽ hoàn thành nhiệm vụ của nó một cách đơn giản. Nó là một miếng nhôm có diện tích phân tán không cao lắm. Bộ làm mát hiệu quả với các ống dẫn nhiệt và tấm gắn vào được thiết kế để tản nhiệt hiệu quả cao. Nếu không muốn nghe thêm tiếng ồn từ quạt thì bạn nên mua một bộ làm mát thay thế, hiệu quả hơn có ống dẫn nhiệt hoặc hệ thống làm mát bằng chất lỏng kiểu đóng hoặc mở. Các hệ thống làm mát như vậy sẽ cung cấp thêm khả năng ép xung bộ xử lý.

Phần kết luận.

Tất cả các khía cạnh quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu suất của bộ xử lý đã được xem xét. Hãy nhắc lại những gì bạn nên chú ý:

• Chọn nhà sản xuất
• Kiến trúc bộ xử lý
• Quy trình kỹ thuật
• tần số CPU
• Số lõi xử lý
• Kích thước và loại bộ nhớ đệm của bộ xử lý
• Hỗ trợ công nghệ và hướng dẫn
• Làm mát chất lượng cao

Chúng tôi hy vọng tài liệu này sẽ giúp bạn hiểu và quyết định chọn bộ xử lý đáp ứng mong đợi của bạn.

Bộ xử lý có lẽ là thành phần quan trọng nhất của máy tính vì nó là bộ phận xử lý dữ liệu. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất là tốc độ xung nhịp của bộ xử lý, cho biết số lượng thao tác được thực hiện mỗi giây. Tuy nhiên, định nghĩa như vậy cho tham số này khá ít để thực sự hiểu được tầm quan trọng của nó, vì vậy chúng tôi sẽ cố gắng hiểu vấn đề này chi tiết hơn.

Định nghĩa khoa học về tốc độ xung nhịp như sau: đó là số lượng thao tác có thể được xử lý trong vòng một giây và được đo bằng Hertz. Nhưng tại sao, nhiều người sẽ nói, đơn vị đo lường cụ thể này lại được sử dụng làm cơ sở? Trong vật lý, giá trị này phản ánh số lượng dao động trong một khoảng thời gian nhất định, nhưng ở đây mọi thứ về cơ bản giống hệt nhau, chỉ thay vì dao động, số lượng thao tác được tính toán, tức là một giá trị lặp lại trong một khoảng thời gian nhất định.

Nếu chúng ta nói cụ thể về bộ xử lý, thì các hoạt động không giống nhau sẽ được thực hiện trong đó, tất cả các loại tham số đều được tính toán ở đây. Vâng, theo đó, tổng số của chúng là tần số đồng hồ.

Ngày nay, khả năng kỹ thuật của bộ xử lý ở mức cao nhất nên giá trị Hertz không được sử dụng, nhưng ở đây việc sử dụng megahertz hoặc gigahertz sẽ được chấp nhận hơn. Bước này được thực hiện để không thêm một số lượng lớn số 0, từ đó đơn giản hóa nhận thức của con người về giá trị (xem bảng).

Tốc độ đồng hồ được tính như thế nào?

Để hiểu điều này, bạn cần hiểu ít nhất một chút vật lý, nhưng chúng tôi sẽ cố gắng giải thích chủ đề này bằng ngôn ngữ “con người” để bất kỳ người dùng nào cũng có thể hiểu được câu hỏi này. Để hiểu quá trình tính toán phức tạp này, cần cung cấp danh sách các thành phần bộ xử lý bằng cách này hay cách khác ảnh hưởng đến tham số này:

• bộ cộng hưởng đồng hồ - làm bằng tinh thể thạch anh, được đặt trong lớp vỏ bảo vệ đặc biệt;
• bộ tạo xung nhịp - bộ phận chuyển đổi dao động thành xung;
• xe buýt dữ liệu.

Do đặt điện áp vào bộ cộng hưởng đồng hồ, nó tạo ra sự dao động của dòng điện.

Những dao động này sau đó được truyền tới bộ tạo xung nhịp, bộ tạo xung này sẽ chuyển chúng thành xung. Thông qua bus dữ liệu, chúng được truyền đi và kết quả tính toán được gửi trực tiếp đến người dùng.

Phương pháp này được sử dụng để tính toán tần số đồng hồ. Và mặc dù mọi thứ dường như cực kỳ rõ ràng, nhưng nhiều người đã hiểu sai những tính toán này và theo đó, cách giải thích là sai lầm. Trước hết, điều này là do bộ xử lý không có một lõi mà có nhiều lõi.

Tốc độ xung nhịp liên quan đến lõi như thế nào?

Trên thực tế, bộ xử lý đa lõi không khác gì bộ xử lý lõi đơn, ngoại trừ việc nó không chứa một bộ cộng hưởng xung nhịp mà là hai hoặc nhiều hơn. Để làm việc cùng nhau, chúng được kết nối bằng một bus dữ liệu bổ sung.

Và đây là lúc mọi người bối rối: tốc độ xung nhịp của nhiều lõi không cộng lại. Đơn giản, khi xử lý dữ liệu, tải được phân phối lại trên từng lõi, nhưng điều này không có nghĩa là việc này sẽ được thực hiện theo tỷ lệ nghiêm ngặt và tốc độ xử lý không tăng lên từ điều này. Ví dụ: có một số trò chơi trong đó các nhà phát triển không cho phép khả năng phân phối lại tải giữa các lõi và đồ chơi chỉ hoạt động trên một lõi.

Ví dụ, hãy xem xét trường hợp có bốn người đi bộ. Họ bước đi càng nhanh càng tốt, cạnh nhau, và một người trong số họ đang mang một gánh nặng. Nếu anh ta bắt đầu cảm thấy mệt mỏi, người khác có thể đảm nhận tải trọng này để không bị giảm tốc độ, nhưng đồng thời, nhìn chung họ sẽ không đi nhanh hơn và về đích sớm hơn, bởi vì mọi người đều đã di chuyển ở giới hạn khả năng của mình.

Nhân tiện, ở mức , số lượng lõi tất nhiên đóng một vai trò nào đó. Có, và các nhà sản xuất đã bắt đầu cài đặt số lượng chúng ngày càng tăng, nhưng nên nhớ rằng bus dữ liệu có thể không đáp ứng được và hiệu suất không chỉ có thể tăng lên mà còn kém hơn đáng kể so với các bộ xử lý có ít lõi hơn. Ví dụ: Intel hiện đang phát hành bộ xử lý I7, chỉ có thể chứa hai lõi, trong khi nó sẽ xử lý dữ liệu nhanh hơn nhiều so với tám lõi (theo quy định, công ty này không phát hành các mẫu có nhiều lõi như vậy; bộ xử lý AMD thực sự có cũng có mười hạt nhân). Các nhà phát triển chỉ tập trung không chỉ vào việc tăng tần số xung nhịp mà còn tập trung vào toàn bộ kiến ​​trúc bộ xử lý. Điều này có thể liên quan đến cả việc tăng bus dữ liệu giữa các bộ cộng hưởng đồng hồ và các khía cạnh khác.

So sánh tốc độ xung nhịp của bộ xử lý Intel

Tín hiệu đồng hồ hoặc tín hiệu đồng hồ- tín hiệu được sử dụng để phối hợp hoạt động của một hoặc nhiều mạch kỹ thuật số.

Tín hiệu đồng hồ thường có dạng sóng vuông và dao động giữa mức logic cao và thấp.

Tích cực Mức tín hiệu đồng hồ thường được gọi là thời điểm chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác. Mức hoạt động là mức cao nếu mạch chuyển mạch tại thời điểm được chỉ định bởi cạnh của tín hiệu đồng hồ, nghĩa là khi tín hiệu đồng hồ chuyển từ mức thấp sang mức cao. Nếu việc chuyển đổi xảy ra ở rìa của tín hiệu đồng hồ thì mức hoạt động ở mức thấp.

Tần số xung nhịp của bộ xử lý xác định lát thời gian tối thiểu trong đó bộ xử lý thực hiện một số thao tác cơ bản có điều kiện. Tốc độ đồng hồ được đo bằng megahertz và xác định các đặc tính định lượng về hiệu suất của toàn bộ hệ thống máy tính. Tốc độ xung nhịp càng cao thì CPU chạy càng nhanh.

Mỗi bộ vi xử lý có một số phần tử bộ nhớ nhất định được gọi là các thanh ghi, đơn vị logic số học (ALU) và đơn vị điều khiển.

Các thanh ghi được sử dụng để lưu trữ tạm thời lệnh đang được thực thi, địa chỉ bộ nhớ, dữ liệu đang được xử lý và các thông tin bên trong khác của bộ vi xử lý. ALU thực hiện xử lý dữ liệu số học và logic.

Thiết bị điều khiển tạo ra các tín hiệu điều khiển cần thiết cho hoạt động bên trong của bộ vi xử lý và giao tiếp của nó với các thiết bị khác thông qua các bus ngoài của bộ vi xử lý.

Tần số đồng hồ

Tần số đồng hồ- tần số xung đồng bộ của mạch điện tử đồng bộ, tức là số chu kỳ đồng bộ từ bên ngoài đến đầu vào của mạch trong một giây. Thuật ngữ này thường được sử dụng để chỉ các thành phần của hệ thống máy tính. Theo phép tính gần đúng đầu tiên, tần số xung nhịp đặc trưng cho hiệu suất của hệ thống con (bộ xử lý, bộ nhớ, v.v.), tức là số lượng thao tác được thực hiện mỗi giây. Tuy nhiên, các hệ thống có cùng tần số xung nhịp có thể có hiệu suất khác nhau, vì các hệ thống khác nhau có thể yêu cầu số chu kỳ xung nhịp khác nhau để thực hiện một thao tác (thường là từ các phân số của một chu kỳ xung nhịp đến hàng chục chu kỳ xung nhịp), và ngoài ra, các hệ thống sử dụng đường ống và xử lý song song có thể thực hiện đồng thời một số thao tác trên cùng một chu kỳ xung nhịp.

Chu kỳ đồng hồ- khoảng thời gian giữa các lần đóng cắt liền kề được thực hiện theo cùng một hướng.
Tần số của tín hiệu đồng hồ là nghịch đảo của chu kỳ.
Chu kỳ làm việc của đồng hồ- tỷ lệ giữa chu kỳ tín hiệu đồng hồ với khoảng thời gian ở trạng thái hoạt động của nó (chu kỳ nhiệm vụ của đường uốn khúc là hai).
Hệ số lấp đầy- nghịch đảo của chu kỳ nhiệm vụ.

Trong công nghệ xử lý

chiến thuật xung nhịp bộ xử lý hoặc lõi bộ xử lý - khoảng thời gian giữa hai xung của bộ tạo xung nhịp, đồng bộ hóa việc thực hiện tất cả các hoạt động của bộ xử lý.

Việc thực hiện các thao tác cơ bản khác nhau có thể mất từ ​​một phần của chu kỳ đồng hồ đến nhiều chu kỳ đồng hồ, tùy thuộc vào lệnh và bộ xử lý. Xu hướng chung là giảm số lượng chu trình dành cho việc thực hiện các hoạt động cơ bản.

Cấu hình các tần số như vậy trong bộ xử lý đa lõi

Quá trình tính toán tần số của bộ xử lý đa lõi, là yếu tố quyết định hiệu suất của CPU, khác với việc tính toán hiệu suất của bộ xử lý lõi đơn. Sử dụng ví dụ về bộ xử lý 4 lõi, bạn có thể thấy mỗi lõi hoạt động ở tần số xung nhịp 3 GHz. Nghĩa là, mỗi lõi có thể thực hiện số lượng phép tính bằng nhau trên một đơn vị thời gian, miễn là tất cả các lõi đều được tải quy trình tính toán. Ứng dụng chạy trên máy tính của người dùng (có thể là trò chơi hoặc trình lưu trữ) chịu trách nhiệm tải các hạt nhân có “công việc”. Không thể nói bộ xử lý 4 nhân có tần số 3 GHz sẽ có hiệu năng tương đương với bộ xử lý lõi đơn có tần số 12 GHz. Thực ra nó không hẳn là vậy. Bản chất của hiệu năng bộ xử lý đa lõi bắt nguồn từ thực tế là quá trình tính toán phải được chia thành các luồng song song có thể được thực thi cùng lúc bởi các lõi bộ xử lý khác nhau. Intel gọi các luồng song song hay còn gọi là Siêu phân luồng đa luồng.

Tần số bộ xử lý tối đa

AMD tự hào thông báo rằng vào ngày 31 tháng 8 năm 2011, Đội AMD FX đã lập Kỷ lục Guinness Thế giới mới về tốc độ xung nhịp cao nhất so với bất kỳ bộ xử lý máy tính nào. Kỷ lục mới là 8,429 GHz, cao hơn 121 MHz so với thành tích trước đó (8,308 GHz). Để đạt được điều này, Team AMD FX đã sử dụng bộ xử lý AMD FX-8150 tám lõi mới, được làm mát bằng helium lỏng. Thành tích này cho phép AMD chứng minh tiềm năng tối ưu hóa cao của bộ xử lý mới, dự kiến ​​phát hành chính thức vào quý 4 năm nay.