Меню

Тактовая частота это что: Страница не найдена — Comp-Security.net

Содержание

Популярно и просто о том, что это такое − тактовая частота процессора

 

CPU – central processing unit, или центральное обрабатывающее устройство. Представляет собой интегральную схему, которая выполняет машинные инструкции. 

Содержание:

[show/hide]

Что такое CPU компьютера?

Внешне современный ЦП выглядит как небольшой блок размером около 4-5 см с контактами-ножками на нижней части. Хоть и принято называть этот блок процессором, сама интегральная схема находится внутри этого корпуса и представляет собой кристалл кремния, на который с помощью литографии наносятся электронные компоненты.

Верхняя часть корпуса ЦП служит для отвода тепла, которое образуется в результате работы миллиарда транзисторов. На нижней части расположены контакты, которые нужны для соединения чипа с материнской платой с помощью сокета — определённого разъёма. ЦП — самая производительная часть компьютера.

Тактовая частота как важный параметр работы процессора, и на что она влияет

Производительность процессора принято оценивать по его тактовой частоте. Это количество операций или тактов, которые может произвести ЦП за секунду. По сути, время, за которое процессор обрабатывает информацию. Вся загвоздка заключается в том, что разные архитектуры и устройство ЦП могут выполнять операции за различное количество тактов. То есть, одному ЦП для определённой задачи может понадобиться один такт, а другому — 4. Таким образом, первый может оказаться более эффективным со значением в 200 МГц, против второго с показателем в 600 МГц.

То есть тактовая частота, по сути, не даёт полного определения производительности процессора, что обычно позиционируется многими именно так. Но мы привыкли оценивать её из-за более-менее устоявшихся норм. Например, для современных моделей актуальный разбег в цифрах составляет от 2,5 до 3,7 ГГц, а нередко и выше. Естественно, что чем больше значение, тем лучше. Однако это не означает, что на рынке не существует процессора с меньшей частотой, но работающего гораздо эффективней. 

Принцип действия генератора тактовой частоты

Все компоненты ПК работают с разной скоростью. Например, системная шина может быть 100 МГц, ЦП − 2,8 ГГц, а оперативная память — 800 МГц. Базовый показатель для системы задаёт генератор тактовых импульсов. Чаще всего в современных компьютерах используется программируемая микросхема генерации, которая определяет значение для каждого компонента в отдельности. Принцип действия простейшего генератора тактовых импульсов заключается в вырабатывании электрических импульсов с определённым временным интервалом. Самый наглядный пример использования генератора — электронные часы. С помощью подсчёта тактов формируются секунды, из них − уже минуты и затем часы. О том, что такое Гигагерцы, Мегагерцы и т.д., мы расскажем чуть позже. 

Как скорость работы компьютера и ноутбука зависит от тактовой частоты

Частота работы процессора отвечает за количество тактов, которое может выполнить компьютер в одну секунду, что, в свою очередь, отражает производительность. Однако не стоит забывать о том, что разные архитектуры используют различное количество тактов для решения одной задачи. То есть, «меряться показателями» актуально в рамках хотя бы одного класса процессоров.

На что влияет тактовая частота одноядерного процессора в компьютере и ноутбуке

Одноядерные ЦП уже редко где можно встретить в природе. Но для примера их использовать можно. Одно ядро процессора содержит в своём составе как минимум входящее в него арифметико-логическое устройство, набор регистров, пару уровней кэша и сопроцессор.

Раскладка литографии для размещения на ЦП. Частота, с которой все эти компоненты выполняют свои задачи, напрямую влияет на общую производительность ЦП. Но, опять же, при относительно схожей архитектуре и механизме выполнения команд.

На что влияет количество ядер в ноутбуке

Показатели ядер ЦП не складывается. То есть если 4 ядра работают на 2 ГГц, то это не значит, что их общее значение равно 8 ГГц. Потому что задачи в многоядерных архитектурах выполняются параллельно. То есть, определённый набор команд раздаётся ядрам по частям, а после выполнения каждой формируется общий ответ.

Каждое ядро представляет собой отдельный ЦП.Таким образом, определённая задача может быть выполнена быстрее. Вся проблема заключается в том, что не все программные обеспечения умеют работать с несколькими потоками одновременно. То есть, до сих пор большинство приложений, по сути, задействует всего лишь одно ядро. Существуют, конечно, механизмы на уровне операционной системы, которые могут распараллеливать задачи на разные ядра, например, одно приложение загружает одно ядро, другое — второе и т.д. Но на это также требуются ресурсы системы. Но, в общем, оптимизированные программы и игры показывают гораздо большую производительность в многоядерных системах. 

В чём измеряется тактовая частота процессора

Единица измерения Герц обычно показывает количество выполнения периодических процессов за одну секунду. Это и стало идеальным решением для того, в каких единицах будет измеряться тактовая частота процессора. Теперь работа всех чипов стала измеряться в Герцах. Ну, сейчас уже − ГГц. Гига — это такая приставка, показывающая, что здесь содержится 1000000000 Герц. За всю историю ПК приставки часто менялись — КГц, затем МГц, и сейчас наиболее актуальна ГГц. В спецификациях ЦП можно встретить и английские аббревиатуры — MHz или GHz. Обозначают такие приставки то же, что и в кириллице.

Как узнать частоту процессора своего компьютера

Для операционной системы Windows существует несколько простых способов, как штатных, так и с помощью сторонних программ. Самый простой и очевидный — щёлкнуть правой кнопкой по значку «Мой компьютер» и зайти в его свойства. Рядом с именем ЦП и его характеристиками будет указана и его частота.

Из сторонних решений можно использовать небольшую, но известную программку CPU-Z. Её лишь нужно скачать, установить и запустить. В главном окне она покажет текущую тактовую частоту. Кроме этих данных, она отображает и много другой полезной информации.

Какими способами можно увеличить производительность

Для того чтобы повысить производительность, существуют два основных способа: увеличить множитель и частоту системной шины. Множитель — это коэффициент, показывающий отношение базовой частоты процессора к базовому показателю системной шины. 

С помощью азотного охлаждения оверклокеры разгоняют свои ПК до фантастических показателей Он устанавливается заводом изготовителем и в конечном устройстве может быть либо заблокирован для изменений, либо разблокирован. Если возможность изменить множитель есть, то значит, можно увеличить и частоту работы процессора, без внесения изменений в работу других компонентов. Но на практике такой подход не даёт эффективного прироста, так как остальные просто не успевают за ЦП. Изменение показателя системной шины приведёт к увеличению значений всех компонентов: процессора, оперативной памяти, северного и южного мостов. Это наиболее простой и эффективный способ разгона компьютера.

Разогнать ПК в целом можно и с помощью повышения напряжения, которое увеличит скорость работы транзисторов ЦП, а вместе с этим и его частоту. Но такой способ довольно сложный и опасный для новичков. Используют его в основном опытные в разгоне и электронике люди.

 

Автоматическая регулировка частот процессоров: что это такое и для чего нужно

Еще 15 лет назад компьютерные энтузиасты увеличивали частоту центральных процессоров, внося конструктивные изменения на уровне микросхем в материнские платы и сами процессоры. Позже появились независимые разработки, позволяющие программно, но в ручном режиме увеличить рабочие частоты ядер процессоров. Сегодня контроль над частотами добровольно отдали в руки пользователей сами производители, реализовав его через специальные технологии.

Теперь частоты процессоров автоматически регулирует сама система и выбирает самые оптимальные режимы для эффективного выполнения поставленных пользователем задач. Как именно это происходит – читайте ниже.

Как осуществляется регулировка частоты процессора

Высокие тактовые частоты необходимы процессору, поскольку определяют вычислительную мощность. Но параллельно повышение производительности сказывается на характеристиках всей системы. Увеличивается энергопотребление, вследствие чего интенсифицируется нагрев. В таких условиях система может потерять стабильность и под угрозой окажется безопасность всего ПК.

Поэтому с появлением новейших многоядерных процессоров с высокой мощностью остро встала необходимость управления рабочими частотами. Это позволило компьютеру работать оптимально. То есть при увеличении количества и сложности задач, возложенных на процессор, повышается его частота. А при уменьшении нагрузок процессор сбавляет частоты, следовательно, понижается уровень энергопотребления и спадает степень нагрева как самого чипа, так и окружающего пространства внутри корпуса.

Изначально динамические частоты (изменяющиеся), предусматривались для регулировки рабочих параметров системы. Однако позже, под влиянием современных тенденций и заинтересованности пользователей в разгоне компьютерного оборудования, производители стали выпускать процессоры с разблокированным множителем.

Выгода подобного решения стала очевидной: пользователям больше не требовалось прилагать дополнительных усилий для разгона частот процессора, процедура стала массовой и общедоступной.

Однако управление частотами процессора – дело тонкое и ответственное, поэтому для безопасного и эффективного регулирования частот производителями процессоров были созданы фирменные опции. С ними и познакомимся ближе.

Аппаратный алгоритм от Intel

Впервые аппаратный алгоритм с названием Turbo Boost появился в CPU с маркировкой Core i7-900 с 4 ядрами и частотой от 2,66 до 3,2 ГГц. Версия 1.0 способствовала разгону процессора максимум на 300 МГц. На то время и это было значимым шагом.

В 2010 г. была представлена версия Turbo Boost 2.0, которая сохраняет актуальность и сейчас, и эффективно работает даже в новейших процессорах 11 поколения.

Главные принципы регулировки частот CPU Intel – это недопущение потери стабильности и удержание показателей тепловых характеристик в рамках, предусмотренных производителем.

Для этого технология опирается на два параметра:

  • PL1 – заводской лимит энергопотребления, который стал базовым значением для реализации технологии.
  • PL2 – абсолютный предел, который по настройкам производителя на 25 % выше заводского базового уровня, но не более.

Чтоб защитить микрочип от перегрузки, алгоритм работает в режиме PL2 небольшой период времени, после происходит плавный откат к базовому режиму. При этом на пике производительности выполняется постоянный контроль температур, поэтому для разгона очень важно наличие производительной системы процессорного охлаждения.

Помимо основной технологии, процессоры Intel новейшего поколения обладают несколькими дополнительными технологиями, которые оптимизирую работу процессора в режиме повышенных частот.

Так, например, алгоритм Turbo Boost Max 3.0 определяет наиболее производительные из ядер CPU и перераспределяет нагрузку с учетом их возможностей. Надстройка Velocity Boost отслеживает степень нагрева ядер и контролирует работу процессора на повышенных частотах, пока значение не достигнет установленных производителем лимитов. Так у семейства Comet Lake предел составляет 70 °C.

Алгоритм контроля частот от AMD

Технология называется Precision Boost. Она реализует разгон CPU с интервалом шага 25 МГц, благодаря чему и называется «Точным разгоном». У конкурентов количественные характеристики разгона как правило кратны 100 МГц, но есть варианты и большего шага – 133 МГц.

Алгоритм Precision Boost появился у компании AMD одновременно с архитектурой Zen, последней и актуальной сегодня версией является Precision Boost 2.0.

В отличие от алгоритмов компании Intel, технология точного разгона от AMD работает сразу с тремя лимитами:

  • максимальной частотой;
  • энергопотреблением;
  • температурой ядер.

Пределом разгона является достижение критического значений по любому из этих показателей. Остальные лимиты остаются на уровнях ниже критических. Показатели лимитов с завода прописаны на подпрограммном уровне каждого процессора.

Таким образом современные технологии дают возможность пользователю наслаждаться высокой производительностью системы, оснащенной новейшими мощными процессорами и не заботиться о ручных настройках частот и связанных с этим рисков.

Однако, несмотря на наличие штатных и вполне эффективных систем поднятия частот, компании-производители все еще выпускают процессоры со свободным множителем. Эти модели предназначены для компьютерных энтузиастов, которые предпочитают самостоятельно оперировать частотами и добиваться от своих систем максимальной производительности в практических или чисто “спортивных” целях.

Готовы разогнать процессоры AMD Ryzen 7-ой серии? Узнай, чего ожидать!


Что означает тактовая частота? — Русские Блоги

Тактовая частота (также переводится: тактовая частота, английский: тактовая частота) относится к основной частоте тактовой частоты в цепи синхронизации, она измеряется в «нескольких циклах в секунду», единица измерения — единицы СИ, герц (Гц).

Это важный показатель для оценки производительности процессора. Как правило, чем больше цифровое значение основной частоты, тем лучше. FSB — это внешняя рабочая частота CPU, а также эталонная тактовая частота, предоставляемая материнской платой. Частота FSB — это частота передачи данных по передней боковой шине, соединяющей процессор и чип северного моста в чипсете материнской платы. Существует связь между основной частотой процессора и внешней частотой: основная частота = внешняя частота &TIтез; множитель.

В электронной технологии импульсный сигнал представляет собой импульсный сигнал, который непрерывно излучается с определенной амплитудой напряжения и определенным интервалом времени. Интервал времени между импульсными сигналами называется периодом, а количество импульсов, генерируемых за единицу времени (например, 1 секунда), называется частотой. Частота — это название измерения, описывающее количество импульсов, которое циклический сигнал (включая импульсный сигнал) появляется в единицу времени, стандартная единица измерения частоты — Гц (герц).

 

Системные часы в компьютере — это типичный генератор импульсных сигналов с достаточно точной и стабильной частотой. Частота обозначается буквой «f» в математических выражениях, и ее соответствующие единицы измерения: Гц (герц), кГц (килогерц), МГц (мегагерц), ГГц [гигагерц (1 гигабайт = 1000000000)]. Среди них 1 ГГц = 1000 МГц, 1 МГц = 1000 кГц и 1 кГц = 1000 Гц. Единица времени для расчета периода импульсного сигнала и соответствующего отношения преобразования: с (секунды), мс (миллисекунды), мкс (микросекунды), нс (наносекунды), где: 1 с = 1000 мс, 1 мс = 1000 мкс, 1 мкс = 1000 нс ,

  

  C

Частота ПУ

Основная частота процессора, то есть тактовая частота ядра процессора (CPU Clock Speed). Вообще говоря, сколько ГГц составляет определенный процессор, и это число ГГц является «основной частотой процессора». Многие думают, что основной частотой процессора является его рабочая скорость, но это не так. Основная частота ЦП указывает скорость, с которой цифровой импульсный сигнал колеблется в ЦП и не имеет прямого отношения к фактической вычислительной мощности ЦП.

Существует определенная связь между основной частотой и фактической скоростью работы, но нет определенной формулы для количественной оценки числовой связи между ними, потому что скорость работы ЦП зависит от показателей производительности различных аспектов конвейера ЦП (кэш, набор команд , Цифры процессора и т. Д.).

Поскольку основная частота напрямую не отражает скорость работы, при определенных обстоятельствах вполне вероятно, что фактическая скорость работы ЦП с более высокой частотой будет ниже. Например, большинство процессоров AMD серии AthlonXP могут работать с ручкой Intel с меньшей частотой.TIЦП серии um 4 имеет более высокую производительность ЦП, поэтому ЦП серии AthlonXP назван в честь значения PR.

Следовательно, основная частота является лишь одним аспектом производительности ЦП и не отражает общую производительность ЦП. Тактовая частота процессора не отражает скорость процессора, но увеличение тактовой частоты имеет решающее значение для увеличения скорости процессора. Например, предположим, что определенный процессор выполняет арифметическую инструкцию в течение одного тактового цикла. Когда процессор работает на частоте 100 МГц, он будет в два раза быстрее, чем на частоте 50 МГц.

  

Поскольку тактовая частота 100 МГц занимает на 50% меньше времени, чем тактовая частота 50 МГц, то есть процессору, работающему на тактовой частоте 100 МГц, требуется всего 10 нс для выполнения арифметической команды, которая на 50% короче рабочей частоты 20 нс на тактовой частоте 50 МГц. Это в два раза быстрее. Просто общая скорость работы компьютера зависит не только от скорости работы процессора, но также и от условий работы других подсистем: только при увеличении основной частоты скорость работы каждой подсистемы и скорость передачи данных между каждой подсистемой могут быть После того, как это улучшено, общая скорость работы компьютера может быть действительно улучшена.

Что означает тактовая частота

Это то, что нас больше всего беспокоит. Мы называем это 233, 300 и т. Д. Вообще говоря, чем выше основная частота, тем выше скорость процессора и выше общая производительность машины.

Тактовая частота — это внешняя тактовая частота процессора. Она предоставляется материнской платой компьютера. Как правило, раньше она была 66 МГц. Существуют также материнские платы, поддерживающие 75 и 83 МГц каждая. В настоящее время последний чипсет Intel BX использует тактовую частоту 100 МГц. Кроме того, чипсеты VIA MVP3, MVP4 и другие чипсеты других производителей также начали поддерживать частоту FSB 100 МГц. Материнская плата Elite BX может даже поддерживать FSB 133 МГц, что является лучшим выбором для оверклокеров.

Тактовая частота похожа на частоту вращения двигателя, она вращается с определенной частотой, но ее можно проанализировать, если она может работать с несколькими блоками.

  

Чем выше частота, тем выше требования к качеству сигнала и тем больше энергопотребление. По сравнению с тем же продуктом высокая частота = высокая производительность — это не грузовик, замененный на два грузовика . .. Хотя он по-прежнему работает на той же скорости, он установлен больше

Сколько воды может выдержать деревянная бочка, зависит от самой короткой доски. На компьютере есть определенная причина. Не существует абсолютной пользы, плохой производительности и производительности, определяющей стоимость. Та же самая стоимость может иметь разную направленность и усиливать определенные аспекты производительности, но другие аспекты соответствуют. ослабевать

Источник:http://www.elecfans.com/article/85/126/2017/1110577742.html

Тактовая частота для многоядерного процессора

С выходом многоядерных процессоров в сети стали появляться различные способы вычисления суммарной тактовой частоты процессора. Многие наивно полагают, что четырехядерный процессор с частотой ядер 2,6ГГц в итоге работает как одноядерный процессор с частотой 4*2,6=10.4ГГц. А ведь это совсем не так.

Тактовая частота процессора определяет количество операций, которое может выполнить центральный процессор за единицу времени. Вычисляется тактовая частота процессора за счет перемножения базовой частоты (частоты шины) на множитель. На примере процессора Intel i7 5600U с множителем 20 и базовой частотой шины 133МГц получим тактовую частоту процессора 133*20=2,66ГГц. Тактовую частоту процессора можно повысить методом разгона, для этого можно поднять множитель или базовую частоту. В большинстве случаев повышают множитель в тех процессорах, в которых он разблокирован (серия с индексом «U» для процессоров Intel (например, 5557U) и процессоры серии FX unlocked от AMD).

Как же теперь определить общую производительность многоядерного (на примере 4-х ядерного) процессора, например, с тактовой частотой в 3ГГц? В 4-х ядерном процессоре 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.

Если представить себе четыре ручья шириной и глубиной в один метр, скорость течения воды, в каждом из которых составляет 3 м/сек. Понятно, что скорость четырех ручьев не будет составлять 12 м/сек, а вот суммарная производительность всех четырех ручьев составит 12 куб. м. за секунду. То же самое можно отметить и в процессорах, при этом скорость потока воды – это тактовая частота, которая не умножается и не суммируется при увеличении количества ядер.

Преимущество многоядерных процессоров перед одноядерными заметно лишь в тех приложениях и играх, которые используют технологию разбивки процесса вычислений на несколько параллельных потоков. В таких приложениях скорость работы приложений значительно выше одноядерных. В то же время при работе старых приложений, использующих всего лишь один поток, производительность вычислений будет отграничена возможностью одного ядра. Читайте о том, как узнать количество ядер и частоту процессора.

Также некорректно сравнивать производительность двухядерного процессора с тактовой частотой 3ГГц и четырехядерного с тактовой частотой 2,1ГГц. Производительность во многом зависит от используемого приложения и способности этого приложения разделить вычисления на несколько потоков. При прочих равных условиях, когда приложение поддерживает многопоточность, производительность 4-х ядерного процессора с меньшей тактовой частотой будет выше производительности 2-х ядерного процессора с большей частотой. Однако, если приложение не способно разделять потоки, то двухядерный процессор будет более эффективным, так как имеет большую частоту. 

Таким образом, производительность современных процессоров в большинстве случаев определяется программным обеспечением, которое способно загрузить все ядра процессора. Также следует понимать, что многопоточность все же предпочтительней одноядерных процессоров, так как все больше производителей ПО выпускают программные продукты, ориентированные именно на многоядерные процессоры. В этом направлении двигаются и разработчики компьютерных игр.

Серверные Технологии — Развитие двухпроцессорных серверных платформ. Часть 2

Информация о материале
Категория: Блог
Опубликовано: 28.11.2015, 20:17
Автор: ServersTech.ru

Сегодня мы рассмотрим развитие двухпроцессорных серверных платформ с точки зрения тактовой частоты, то есть проследим, как изменялась тактовая частота процессоров с течением времени (для начала следует ознакомится с первой частью). Дабы не дублировать в каждой части материала «Развитие двухпроцессорных серверных платформ» таблицы с характеристиками процессоров, они были вынесены в отдельную статью.

До появления многоядерных процессоров тактовая частота являлась наиболее значимым инструментом повышения производительности — безусловно, влияние микроархитектуры тоже надо учитывать, так например, Pentium 4 требовалось значительно большая тактовая частота, чтобы выступать на равных с Pentium III. Но в рамках одной микроархитектуры повышение тактовой частоты процессора определенно являлось самым эффективным способом увеличения производительности, так как она имеет практически прямую зависимость от тактовой частоты. В то время как увеличение других характеристик редко приносит соразмерный прирост производительности, например: увеличение вдвое объема кэш-памяти второго уровня редко приносит прирост производительности более 10-15%.
В рамках данного материала историю развития двухпроцессорных платформ мы рассматриваем с 2001 года, то есть с микроархитектуры NetBurst, о которой можно долго спорить… (пройдет лет 10 и с Bulldozer, возможно, будет тоже самое). Предполагалось, что данная микроархитектура покорит не только 4 ГГц, но и более высокие значения… ей, конечно, не удалось этого сделать, но кое-что она явно показала — а именно существование частотного порога, выше которого еще не скоро Intel и AMD смогут перешагнуть.
Итак, в 2001 году компания Intel представила процессор Xeon Foster с тактовой частотой 2 ГГц, а в 2002 году ее удалось поднять до 2,8 ГГц (+40%), при этом TDP новых на тот момент процессоров Xeon Prestonia уменьшилось — это стало возможным благодаря переходу с 180-нанометрового на 130-нанометровый техпроцесс. Здесь NetBurst показала превосходную динамику развития… жаль, что это скорее исключение, чем правило…
Поскольку в 2003 году техпроцесс не изменился, прирост тактовый частоты составил всего 400 МГц (+14%), при этом новые (на тот момент) процессоры Xeon Gallatin обзавелись мегабайтным кэшем третьего уровня, что вкупе с возросшей тактовой частотой привело к повышению TDP с 74 до 92 Вт.
А дальше у Интел начались проблемы — перевод на новый 90-нанометровый техпроцесс и увеличение длины конвейера в ядре Presscott/Nocona не позволили достичь желаемых результатов — планка в 4 ГГц так и осталась непокоренной. В 2004 году максимальная тактовая частота достигла всего 3,6 ГГц (+400 МГц или +12,5%), при этом TDP повысилось с 92 до 103 Вт. Примечательно здесь то, что базовая частота процессоров (с максимальным количеством ядер) еще не скоро сможет покорить отметку в 3600 МГц… Стоит заметить, если всегда ориентироваться на актуальную (последнюю) архитектуру и максимальное количество ядер в рассматриваемом году, то данный рубеж так и не покорился по сей день (если смотреть на базовую частоту процессора).
После того как Интел взяла курс на увеличение количества ядер в 2005 году, тактовая частота снизилась с 3,6 до 2,8 ГГц (Paxville DP). Частично это обусловлено тем, что увеличение количества ядер произошло в рамках одного техпроцесса — оставить тактовую частоту на прежнем уровне не представлялось возможным по причине крайне высокого TDP, которое итак выросло с 103 до 135 Вт.
При переходе к 4-ядерным процессорам в 2006 тактовая частота снова упала — теперь уже до 2,67 ГГц (Clovertown), но переход на более тонкий техпроцес (65 нм) позволил снизить TDP с 135 до 120 Вт.
В 2007 году количество ядер не увеличилось, но переход на новый 45-нанометровый техпроцесс с одновременным повышением TDP с 120 до 150 Ватт позволили поднять тактовую частоту с 2,67 до 3,2 ГГц (+20%). В 2008 году техпроцесс и TDP не изменились — Интел ничего не оставалось делать, как повысить тактовую частоту на 200 МГц с 3,2 до 3,4 ГГц (+6%).
В 2009 году компания Intel представила новую микроархитектуру Nehalem, которая принесла много изменений, начиная от интегрированного контроллера памяти, заканчивая возвращением технологии НТ. Но поскольку техпроцесс остался прежним, а в кристалл были интегрированы дополнительные контроллеры речи быть не могло об увеличении количества ядер, да и тактовой частоты (базовой), которую пришлось даже снизить с 3,4 до 3,33 ГГц. Также следует отметить, что в 2009 году наступает еще один переломный момент в гонке за тактовую частоту — внедрение технологии Turbo Boost, позволяющей кратковременно повышать тактовую частоту процессора выше базовой (при загрузке всех ядер тактовая частота практически не поднимается).
В 2010 году микроархитектуру Nehalem перевели на 32-нанометровый техпроцесс, что позволило увеличить количество ядер с 4 до 6, при этом тактовая частота осталась без изменений — 3,33 ГГц. Поскольку в 2011 году не было никаких переходов на новый техпроцесс — Интел ничего не оставалось делать кроме как поднять базовую тактовую частоту на одну ступеньку выше — с 3,33 до 3,46 ГГц (+4%), то есть спустя более 5 лет рубеж 2004 года в 3,6 ГГц так и не был покорен (стоит заметить, что Turbo-частота покорила данный рубеж, достигнув 3,73 ГГц. ..).
В 2012 году компания Intel представила новую микроархитектуру Sandy Bridge в рамках 32-нанометрового техпроцесса. Поскольку техпроцесс остался прежним, увеличение количества ядер с 6 до 8 стало возможным благодаря одновременному повышению TDP с 130 до 150 Ватт и снижению базовой тактовой частоты с 3,46 до 3,1 ГГц (но в буст-режиме частота поднялась с 3,73 до 3,8 ГГц). Дальше будет только хуже — частоты будет только падать…
В 2013 году микроархитектура Sandy Bridge была переведена на 22-нанометровый техпроцесс, что позволило не только снизить TDP с 150 до 130 Вт, но и увеличить количество ядер с 8 до 12, при этом пришлось пожертвовать базовой тактовой частотой, которая уменьшилась с 3,1 до 2,7 ГГц (да и в буст-режиме частота упала с 3,8 до 3,5 ГГц).
В 2014 году компания Intel представила процессоры Xeon Haswell-EP, базовая тактовая частота которых в очередной раз уменьшилась — с 2,7 до 2,3 ГГц (в буст-режиме тактовая частота подросла с 3,5 до 3,6 ГГц). При этом повысилось TDP с 130 до 145 Ватт — это позволило увеличить количество ядер с 12 до 18.
Подводя итог, можно сказать, что компания Интел достаточно тонко управляет TDP, изменяя данный показатель тогда, когда это необходимо. При этом надо отметить, что увеличение количества ядер, как правило, приводит к снижению базовой тактовой частоты. Но важно понимать, что в сервере, как правило, загрузка процессора близка к максимальной, поэтому говорить о Boost-частоте не приходится — при загрузке всех 18 ядер процессора Xeon E5-2699v3 тактовая частота не превышает 3 ГГц (а с использованием AVX-инструкций подобный процессор может даже сбросить частоту и ниже базовой). Казалось бы на сегодняшний день тактовая частота относительно 2001 года практически не выросла — 2,3 ГГц против 2,0 ГГц, но это не так, и вот почему: в качестве примера выбирались процессоры с максимальным количеством ядер для каждого года дабы показать прогресс микроархитектуры или ее предельное состояние (самый большой и сложный кристалл), но в ассортименте Интел есть процессоры с меньшим количеством ядер, где базовая тактовая частота приближается к 4 ГГц. То есть компания Интел предлагает как многоядерные процессоры с низкой базовой частотой, которые хороши для «многопоточного окружения», так и высокочастотные процессоры с относительно небольшим количеством ядер (для задач, где тактовая частота более предпочтительна).
Что касается текущего 2015 года, то… неординарный год — компания Intel не представила новых процессоров с большей тактовой частотой — это первый случай за период 2001-2015, обычно, когда ни техпроцесс, ни микроархитектура не менялись, Intel представляла процессор с чуть большей частотой (на 100-200 МГц выше). Учитывая проблемы с освоением новых техпроцессов и задержку выхода новых микроархитектур, данная тенденция скорее всего станет нормой — да и Intel сама «призналась», что закон Мура «несколько растянулся» (с 1,5 до 2,5 лет).
Что касается 2016 года, то ожидается появление на рынке 22-ядерных процессоров Xeon Broadwell-EP.
Продолжение следует…
Другие материалы по теме

На что влияет тактовая частота?

20. 02.2019 Новости партнеров

Незнание специфических компьютерных терминов может привести к многочисленным проблемам в эксплуатации компьютерного оборудования. Подробное определение тактовой частоты процессора сосредоточено вот здесь, где можно ознакомиться с ценной информацией.

Тактовая частота микропроцессора считается важным показателем работоспособности устройства. Некоторые пользователи его недооценивают, из-за чего возникают дополнительные проблемы с функционированием компьютерной аппаратуры.

Сущность тактовой частоты и ее значение для оперативности выполнения компьютерных задач

Понятие «тактовой частоты» можно часто встретить в популярных учебниках для начинающих программистов. Под тактовой частотой принято понимать число тактов, которое было произведено за определенное количество времени.

Бесперебойное функционирование микропроцессора предполагает выполнение конкретного количества команд на протяжении такта. Если показатель тактовой частоты высокий, то и количество операций, происходящих внутри микропроцессора, тоже высокое.

Частота может быть измерена в гигагерцах или мегагерцах. Когда геймеры выбирают для себя подходящий компьютер, укомплектованный надежным процессором, то они обращают пристальное внимание на параметр тактовой частоты.

Связь тактовой частоты с рабочим ресурсом компьютерного оборудования

Этот параметр оказывает непосредственное влияние на ключевые опции компьютерного оборудования, связанные с:

  • общей производительностью системы;
  • вычислительной мощностью;
  • быстротой работы.

Фирмы-производители советуют многотысячной аудитории геймеров для игр использовать компьютеры, где показатель тактовой частоты достигает 3 Ггц. Правильно подобранный компьютерный аппарат с оптимальным показателем тактовой частоты будет радовать своего обладателя оперативностью исполнения поставленных задач.

Спрос на микропроцессоры с высокой тактовой частотой растет со стороны людей, имеющих прямое отношение к программированию или разработке игрового софта. Тактовая частота — это важная мера измерения уровня работоспособности компьютерных устройств.

что это и для чего нужно? (#2019)

Как известно, тактовая частота процессора что это количество выполняемых операций таковым за единицу времени, в данном случае, за секунду.

Но этого определения недостаточно для того, чтобы полностью понять, что же на самом деле означает данное понятие и какое значение оно имеет для нас, рядовых пользователей.

В интернете можно найти множество статей по этому поводу, но во всех из них чего-то не хватает.

Чаще всего это «что-то» является тем самым ключиком, который может открыть дверь к пониманию.

Поэтому мы постарались собрать все основные сведения, будто это пазлы, и составить из них единую целостную картину.

Cодержание:

Детальное определение

Итак, тактовая частота – это количество операций, которые процессор может выполнять за секунду. Измеряется эта величина в Герцах.

Эта единица измерения названа в честь известного ученого, который проводил эксперименты, направленные на изучение периодических, то есть повторяющихся процессов.

А причем Герц к операциям за секунду?

Такой вопрос возникает при чтении большинства статей в интернете у людей, которые не очень хорошо изучали физику в школе (может быть, не по своей вине).

Дело в том, что эта единица как раз и обозначает частоту, то есть количество повторений, этих самых периодических процессов за секунду.

Она позволяет измерять не только число операций, а и другие всевозможные показатели. К примеру, если вы делаете 3 входа в секунду, значит, частота дыхания составляет 3 Герца.

Intel Core i7

Что же касается процессоров, то здесь могут выполняться самые разные операции, которые сводятся к вычислению тех или иных параметров.

Собственно, количество вычислений этих самых параметров за секунду и называется тактовой частотой.

Как все просто!

На практике понятие «Герц» используется крайне редко, чаще мы слышим о мегаГерцах, килоГерцах и так далее. В таблице 1 приведены «расшифровки» этих величин.

Таблица 1. Обозначения

Первое и последнее в настоящее время используется крайне редко.

То есть, если вы слышите, что в нем 4 ГГц, значит, он может выполнять 4 миллиарда операций каждую секунду.

Много?

Отнюдь! На сегодняшний день это средний показатель. Наверняка, очень скоро мы услышим о моделях с частотой в тераГерц или даже больше.

к содержанию ↑

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.

к содержанию ↑

Как частота связана с ядрами

Ядро – это, фактически, и есть процессор. Под ядром подразумевается тот самый кристалл, который и заставляет все устройство выполнять определенные операции.

То есть если в той или иной модели два ядра, это значит, что в нем два кристалла, которые соединяются между собой при помощи специальной шины.

                            Согласно распространенному заблуждению, чем больше ядер, тем больше частота. Не зря ведь сейчас разработчики стараются вместить все больше ядер в них. Но это не так. Если она равна 1 ГГц, даже если в нем 10 ядер, она так и останется 1 ГГц, и не станет 10 ГГц.

Два ядра

Дело в том, что каждое ядро выполняет свою определенную функцию и берет на себя часть общей нагрузки на процессор.

Бывает, что из-за большого количества ядер устройство будет работать еще медленнее, так как шина, которая их соединяет, не выдержит нагрузки из-за плохого качества. Хотя такое бывает крайне редко.

Это можно проиллюстрировать на простом примере. Если по дороге идет 4 человека со скоростью 4 км/ч, это не означает, что все вместе они идут со скоростью 16 км/ч (4*4).

Все они движутся на скорости 4 км/ч.

Пример с людьми

Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях. Мы с удовольствием ответим!

 

 

 

Что такое тактовая частота? — Определение из Техопедии

Что означает тактовая частота?

Тактовая частота — это количество циклов в секунду, производимое кварцевым генератором, который регулирует синхронизацию синхронной схемы, такой как ЦП. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц).

Цикл тактовой частоты ЦП представляет собой повторяющееся изменение высокого и низкого напряжения, посылаемого на кварцевый генератор. Эта устойчивая схема создает частоту, которая регулируется количеством переходов напряжения от высокого к низкому. Один цикл обычно меньше наносекунды. Инструкции ЦП реализуются в определенные моменты волны. Одна полная волна известна как количество инструкций за цикл (IPC).

Увеличение тактовой частоты ЦП — один из нескольких способов повысить скорость обработки информации.

Тактовая частота также известна как тактовая частота или тактовая частота.

Techopedia объясняет тактовую частоту

Более высокая тактовая частота может ускорить обработку, но ускоренное увеличение тактовой частоты иногда может быть вредным для ПК, особенно если другие компоненты не обновлены.В зависимости от процессора он может обрабатывать одну или несколько инструкций за тактовый импульс. Новые ПК могут обрабатывать более одной инструкции за тактовый импульс и обычно имеют большую шину, которая определяет скорость передачи данных на материнской плате.

Ссылки на цикл тактовой частоты часто являются синонимами фиксированной синусоидальной формы волны, известной как синусоида или синусоида. Циклы перемещаются между состояниями логического 0 и логической 1, чтобы сделать полный цикл. Чтобы достичь максимальной тактовой частоты и правильно функционировать, тактовый импульс должен завершить текущую сигнальную линию до того, как может начаться следующая строка.Переход сигнальной линии циклически повторяется между 0 и 1. Если следующий сигнал начинается слишком рано, результат будет неточным. IPC является одним из многих факторов, влияющих на производительность процессора.

Ссылки на тесты программного обеспечения обычно являются лучшим способом сравнить различные семейства процессоров, а не ссылаться только на тактовые частоты.

Тактовые частоты и допустимые отклонения частоты DS3112c

Аннотация: DS3112 имеет шесть различных часов передачи и шесть различных типов часов приема: часы передачи DS3, DS2, DS1, E3, E2 и E1 и часы приема DS3, DS2, DS1, E3, E2 и E1.Так как часы на одном и том же этапе схемы имеют схожие характеристики, часы будут описаны парами как DS3(E3), DS2(E2) и DS1(E1). В этом примечании по применению разъясняются допустимые отклонения частоты тактового сигнала передачи, возможности тактовой частоты передачи и приема, а также детали интерфейса тактового сигнала передачи и приема DS1/E1.

DS3112 имеет шесть различных часов передачи и шесть различных типов часов приема: часы передачи DS3, DS2, DS1, E3, E2 и E1 и часы приема DS3, DS2, DS1, E3, E2 и E1.Так как часы на одном этапе схемы имеют схожие характеристики, часы будут описаны парами как DS3(E3), DS2(E2) и DS1(E1).

В этом примечании по применению разъясняются допустимые отклонения частоты тактового сигнала передачи, возможности тактовой частоты передачи и приема, а также детали интерфейса тактового сигнала передачи и приема DS1/E1.

Часы передачи

На стороне передачи тактовая частота DS3(E3) и тактовая частота DS1(E1) получаются от входных контактов, а тактовая частота DS2(E2) получается как часть тактовой частоты DS3(E3).Дробь будет выражена в виде целочисленного отношения по конструктивным соображениям, которые будут зависеть от режима устройства. Такты DS1(E1) могут работать в диапазоне частот, основанном на тактовой частоте DS3(E3) и режиме устройства.

Тактовые частоты DS1(E1) и DS2(E2) могут изменяться независимо от тактовой частоты DS3(E3). Это изменение достигается за счет использования функции служебных данных кадрирования DS2(E2) и DS3(E3), называемой заполнением. В структуре кадра есть зарезервированные биты заполнения, которые могут использоваться для данных полезной нагрузки или не использоваться для данных полезной нагрузки в зависимости от значения битов C, которые составляют код управления заполнением, в служебных данных.Но в режиме «DS3 C-bit parity» биты C используются для дополнительной сигнализации, а скорость заполнения устанавливается на фиксированное значение 100% заполнения, при этом биты заполнения никогда не используются для данных.


Рис. 1. Диаграмма часов передачи.

Такты передачи DS2(E2) выводятся на основе фиксированной скорости заполнения в зависимости от режима устройства. Скорость заполнения выражается как отношение количества раз, когда бит заполнения не используется для отправки данных полезной нагрузки, к общему количеству возможностей заполнения.Чем выше это отношение, тем ниже будет эффективная тактовая частота полезной нагрузки. Формулы для определения частоты DS2(E2) следующие:

  1. Частота DS2 = (672 — Частота заполнения) / 4760 x Частота DS3
    1. 672 — это количество битов полезной нагрузки DS2 в кадре DS3.
    2. 4760 — общее количество битов в кадре DS3.
  2. Частота E2 = (378 — Частота заполнения) / 1536 x Частота E3
    1. 378 — количество битов полезной нагрузки E2 в кадре E3.
    2. 1536 — общее количество битов в кадре E3.
DS3112 разработан с фиксированной частотой заполнения, которая создает фиксированные частоты в зависимости от режима устройства. В следующей таблице перечислены скорости заполнения исправлений и результирующая частота DS2(E2) с использованием точной частоты DS3(E3).

Таблица 1. Номинальные тактовые частоты передачи DS2(E2) с использованием фиксированной частоты заполнения

Режим Тариф DS2(E2) С Exact DS3(E3)
DS3 C-бит 1/1 (100%) ДС2 = 6.306272МГц (-907ppm)
ДС3 М13 7/18 (38,9%) DS2 = 6,312016 МГц (+2,53 ppm)
С-бит G.747 1/1 (100%) DS2 = 6,306272 МГц (-907 частей на миллион)
G.747 M13 7/18 (38,9%) DS2 = 6,312016 МГц (+2,53 ppm)
Е3 1/2 (50%) E2 = 8,446562 МГц (-170 частей на миллион)

Минимальная и максимальная тактовая частота DS2(E2) с использованием фиксированного заполнения может быть вычислена с использованием минимальной и максимальной тактовой частоты DS3(E3), которые составляют ±20ppm. Результаты приведены в следующей таблице.

Таблица 2. Абсолютная минимальная и максимальная тактовая частота передачи DS2(E2)

Режим ЦЛК Мин. МГц Макс. МГц
DS3 C-бит ДС2 6,306146 (-927 частей на миллион) 6,306398 (-887 частей на миллион)
ДС3 М13 ДС2 6,311889 (-17,6 частей на миллион) 6,312142 (+22,5 частей на миллион)
С-бит G.747 ДС2 6.306146 (-927 частей на миллион) 6,306398 (-887 частей на миллион)
G.747 M13 ДС2 6,311889 (-17,6 частей на миллион) 6,312142 (+22,5 частей на миллион)
Е3 Е2 8.446393 (-190 частей на миллион) 8.446731 (-150 частей на миллион)

Ссылаясь на простую тактовую диаграмму передачи, порт DS1(E1) будет использовать бит заполнения в кадре DS2(E2) для отправки дополнительного бита данных, когда FIFO заполнен более чем наполовину. FIFO очищается с помощью внутренних часов DS1(E1), которые отделены от внешних часов DS1(E1) с помощью FIFO.В среднем внутренние часы имеют ту же частоту, что и внешние часы, поскольку уровень в FIFO используется для генерации внутренних часов, сохраняя FIFO почти наполовину заполненным. Входной тактовый сигнал DS1(E1) может иметь много джиттера и может быть скачкообразным.

Максимальный диапазон тактовой частоты DS1(E1) определяется объемом вставки. Коэффициент наполнения может быть от 0% до 100%. Формулы для определения максимальной и минимальной частот ДС1(Э1) приведены ниже:

Таблица 3.Формулы тактовой частоты DS1(E1)

Режим Формула частоты DS1(E1)
DS3 C-бит Частота DS1 = (288 — Частота заполнения) / 1176 x Частота DS2
ДС3 М13 Частота DS1 = (288 — Частота заполнения) / 1176 x Частота DS2
С-бит G. 747 Частота E1 = (273 — Частота заполнения) / 840 x Частота DS2
G.747 M13 Частота E1 = (273 — Частота заполнения) / 840 x Частота DS2
Е3 Частота E1 = (206 — Частота заполнения) / 848 x частота E2

Абсолютная минимальная и максимальная тактовая частота DS1(E1) может быть передана с использованием минимальной и максимальной тактовой частоты DS2(E2), установив скорость заполнения DS1(E1) на 0% и 100%.Результаты приведены в следующей таблице:

Таблица 4. Абсолютная минимальная и максимальная тактовая частота передачи DS1(E1)

Режим ЦЛК Мин. МГц (100% заполнение
с минимальным DS2(E2))
Макс. МГц (0% заполнения
С максимальным DS2(E2))
DS3 C-бит ДС1 1,539000 (-3238 частей на миллион) 1,544424 (+275 частей на миллион)
ДС3 М13 ДС1 1,540402 (-2331 частей на миллион) 1. 545831 (+1186 стр/мин)
С-бит G.747 Е1 2,041990 (-2935 частей на миллион) 2,049579 (+771ppm)
G.747 M13 Е1 2,043850 (-2026 частей на миллион) 2,051446 (+1683 частей на миллион)
Е3 Е1 2,041876 (-2990 частей на миллион) 2,051918 (+1913 частей на миллион)

Реальные минимальная и максимальная тактовые частоты DS1(E1), которые могут быть переданы, меняют местами минимальную и максимальную тактовые частоты DS2(E2), так что максимальная тактовая частота DS1(E1) устанавливается минимальной тактовой частотой DS2(E2) с 0% начинка.Результаты представлены в следующей таблице:

Таблица 5. Реальная минимальная и максимальная тактовая частота передачи DS1(E1)

Режим ЦЛК Мин. МГц (100% заполнение
с минимальным DS2(E2))
Макс. МГц (0% заполнения
С максимальным DS2(E2))
DS3 C-бит ДС1 1,539062 (-3198 частей на миллион) 1,544362 (+235 частей на миллион)
ДС3 М13 ДС1 1,540463 (-2291 частей на миллион) 1.545769 (+1145 стр/мин)
С-бит G.747 Е1 2,042072 (-2895 частей на миллион) 2,049497 (+731 частей на миллион)
G.747 M13 Е1 2,043932 (-1986 частей на миллион) 2,051364 (+1643 частей на миллион)
Е3 Е1 2,041957 (-2950 частей на миллион) 2,051836 (+1873 частей на миллион)

Входные часы DS1(E1)

DS3112 производит выборку входных тактовых импульсов DS1(E1), используя тактовый сигнал DS3(E3), и определяет переход от низкого к высокому уровню, который используется для включения внутренних высокоскоростных системных тактовых импульсов на один тактовый период. Эта выборка исключает наличие в микросхеме большего количества тактовых доменов, чем это необходимо. Соответствующие данные DS1(E1) оцифровываются высокоскоростными системными часами после того, как на входе тактового сигнала DS1(E1) обнаружен фронт от низкого до высокого.


Рис. 2. DS1(E1) Входная выборка тактового сигнала.

Часы приема

На приемной стороне подается тактовый сигнал DS3(E3), а тактовые частоты DS2(E2) и DS1(E1) извлекаются из него на основе кодов заполнения C-битов, встроенных в служебную информацию. Такты DS1(E1) генерируются с помощью библиотеки DLL для каждого порта DS1(E1).Существует возможность использования внешнего тактового генератора общего приема DS1(E1), но это выходит за рамки данных указаний по применению. Тактовые частоты DS3(E3), DS2(E2) и DS1(E1) точно такие же, как частоты, передаваемые в источнике, при усреднении. Каждый из 16-28 тактовых импульсов передачи DS1(E1) может быть различным, и каждая тактовая частота будет воссоздана в приемнике, где сигнал демультиплексирован.


Рис. 3. Диаграмма часов приема.

Внутренние часы DS2(E2)

Формулы тактовой частоты, данные для тактовых импульсов передачи, применимы также и к тактовым генераторам приема.Такты DS2(E2) определяются оборудованием, сгенерировавшим формат. Несмотря на то, что их допуски должны составлять ±30 частей на миллион, они могут быть экстремальными в зависимости от степени заполнения от 0% до 100%. Обратите внимание, что минимальная частота DS2 совпадает с частотой DS2 в режиме C-бита DS3. В следующей таблице перечислены внутренние часы DS2(E2) в наихудшем случае на основе минимальной и максимальной частоты DS3(E3) и коэффициента заполнения 0% и 100%:

Таблица 6. Тактовые частоты приема DS2(E2) Возможен экстремальный диапазон

ЦЛК Мин. МГц Макс. МГц
ДС2 6.306146 (-927 частей на миллион) 6,315797 (+602ppm)
Е2 8. 435206 (-1514 частей на миллион) 8.457919 (+1174ppm)

DS1(E1) Внутренние часы

Такты DS1(E1) получены из тактовых импульсов DS2(E2) и C-битных кодов заполнения в DS2(E2). накладные расходы. Часы DS1(E1) в наихудшем случае, которые можно использовать для помещения данных в приемный FIFO. основаны на тактовых частотах DS2(E2) для наихудшего случая и заполнении 0% и 100% и перечислены в следующей таблице:

Таблица 7.DS1(E1) Получает тактовые частоты в максимально возможном диапазоне

Режим Мин. МГц Макс. МГц
DS3 C-бит 1,539000 (-3238 частей на миллион) 1,546726 (+1765 частей на миллион)
ДС3 М13 2,041990 (-2934 частей на миллион) 2,052634 (+2262ppm)
Е3 2,039171 (-4311 частей на миллион) 2,054636 (+3240 частей на миллион)

В следующей таблице перечислены внутренние диапазоны тактовой частоты DS1(E1) на основе указанного в отрасли диапазона тактовой частоты DS2(E2) ±30ppm и скорости заполнения 0 % и 100 %:

Таблица 8. DS1(E1) Диапазон тактовой частоты приема Дан DS2(E2) ±30ppm

Режим Мин. МГц Макс. МГц
DS3 C-бит 1,540382 (-2343 частей на миллион) 1,545842 (+1193 частей на миллион)
ДС3 М13 2,043824 (-2039 частей на миллион) 2,051462 (+1690 частей на миллион)
Е3 2.042203 (-2830 частей на миллион) 2,052288 (+2094 частей на миллион)

Выходные часы DS1(E1)

Выходные часы DS1(E1) создаются путем деления часов DS3(E3) на одно из двух возможных целых чисел.Делители часов DS1 равны 29 и 28, делители для E1 — 17 и 16, а делители для G.747 — 22 и 21. Один из делителей выбирается в зависимости от того, заполнен ли FIFO более чем наполовину или меньше. чем наполовину полный. Когда FIFO заполнен более чем наполовину, меньший делитель используется для более быстрого опустошения FIFO. Выходные тактовые сигналы DS1(E1) будут переключаться между двумя частотами, чтобы воссоздать среднюю тактовую частоту в передатчике.


Рис. 4. DS1 DLL.

Тактовые частоты DS1(E1) переключаются со следующих частот:

Таблица 9.Тактовые частоты DS1 (E1) из вывода DLL

Режим РКЛК Делитель DS1(E1) Частота
ДС3 DS1 мин. ДС3/29 1,542621 (-893 частей на миллион)
ДС3 Макс. DS1 ДС3/28 1,597714 (+3489 частей на миллион)
G.747 E1 мин. ДС3/22 2,033455 (-7102 частей на миллион)
Г.747 Е1 Макс. ДС3/21 2.130286 (+40179ppm)
Е3 E1 мин. E3/17 2,021647 (-12867 частей на миллион)
Е3 Е1 Макс. Е3/16 2,148000 (+48828 частей на миллион)

Артикул

Таблица 10. Телекоммуникационные частоты и допуски
Сигнал Допуск Минимум МГц Типичный МГц Максимум МГц
ДС3 ±20 частей на миллион 44.735106 44.736000 44.736894
ДС2 ±30 частей на миллион 6.311811 6.312000 6.312189
ДС1 ±50 частей на миллион 1.543923 1.544000 1.544077
Е3 ±20 частей на миллион 34.367313 34.368000 34.368687
Е2 ±30 частей на миллион 8.447747 8.448000 8.448253
Е1 ±50 частей на миллион 2. 047898 2.048000 2.048102

Что такое тактовая частота

Быстрая скорость выполнения задач – цель каждого активного пользователя, решившего обновить свой персональный или игровой ПК за 500 долларов. Вне зависимости от предпочтений и геймерам, и видеоредакторам, дизайнерам, копирайтерам и художникам нужно хорошее железо.

Многие люди покупают новые микросхемы памяти для повышения производительности.При этом они забывают, что за скорость и качество задач отвечает еще один компонент — процессор. Чтобы купить подходящий процессор, важно обратить внимание на все характеристики. Но в первую очередь речь идет о тактовой частоте. Прежде чем покупать компьютер, нужно понять, что это такое и как его определить.

Возможно в дальнейшем увеличить его показатели, но покупать стоит сразу современную модель. Сэкономив пару тысяч, вы на пару лет снижаете актуальность процессора.

Какая тактовая частота

Количество команд (тактовых циклов), которые процессор выполняет за 1 секунду, является тактовой частотой ЦП. В качестве единицы измерения этой характеристики используется герц (сокращенно «Гц»). Количество тактов в секунду у современных процессоров превышает значение в 2-4 миллиона герц, поэтому чаще можно встретить модели с тактовой частотой 2-4 ГГц (Гигагерц).

На профессиональном языке термин тактовая частота ЦП означает количество тактовых импульсов, поступающих на ЦП для синхронизации его работы.Эта концепция более точна, так как операции на современном компьютере могут состоять не просто из нескольких тактов, а иногда занимать до десятков тактов. Поэтому лучше иметь несколько миллионов герц, чем превышать норму.

На что влияет частота процессора

Значение тактовой частоты равно FS системной шины и множителю в настройках CPU.

Таким образом, даже разобравшись, что такое частота процессора, рядовой пользователь не может до конца понять, на что именно влияет этот показатель.По словам разработчиков, количество герц определяет, насколько быстро ЦП выполняет задачи, используя вычислительную мощность. Одним словом, этот показатель влияет на производительность, а значит, и на качество работы пользователя.

Как узнать тактовую частоту процессора

Есть несколько способов узнать характеристики процессора. Стандартные обычно указаны в описании модели процессора и на самом процессоре. Информацию о ЦП можно найти в разделе «Свойства системы», открыв «Панель управления ОС».Но эти два метода дают информацию о значениях по умолчанию.

Вам не нужны никакие утилиты для получения основных данных о вашем ПК.

Но даже предустановленные параметры процессора могут давать разные характеристики тактовой частоты. Поэтому для полноценного анализа вашего компьютера необходимо использовать информацию из BIOS и различных утилит. Современные процессоры имеют три разновидности частот ЦП при включенном ЦП:

  • Normal – номинальное состояние, при котором ЦП работает без нагрузок, сохраняя допустимые значения тепловыделения без снижения производительности.
  • Active — состояние процессора, который в данный момент использует необходимую для системы производительность.
  • Максимум
  • — в некоторых условиях, таких как запуск игр или программного обеспечения, где вам нужна скорость ПК, процессор может значительно нагреваться и увеличивать количество тактов для комфортной работы пользователя.

Каждую из разновидностей часов можно опустить. Определить тактовую частоту процессора можно с помощью таких программ, как CPU-Z, AIDA64, HWInfo и др.Вы также можете найти его в своем BIOS. Чтобы получить информацию, нужно ее открыть (нажать «F12» или «Del» в зависимости от модели материнской платы), затем открыть раздел «CPU Info».

Тактовая частота является хорошим показателем производительности процессора. Хотя многоядерность важна для редактирования видео, потоковой передачи и других подобных приложений, многие новые видеоигры по-прежнему лучше всего работают на процессорах с самыми высокими тактовыми частотами.

Насколько важен источник тактовой частоты вашего микроконтроллера | Блог

Марк Харрис

|&nbsp Создано: 26 октября 2021 г.

Микроконтроллеры зависят от источника тактового сигнала.Процессор, шина и периферийные устройства используют часы для синхронизации своих операций. Часы определяют, насколько быстро процессор выполняет свои инструкции, поэтому они имеют основополагающее значение для производительности. Но насколько важен источник синхронизации? Имеет ли значение, насколько он точен? Короткий ответ: это зависит… это зависит от того, что делает микроконтроллер и его интерфейсы.

Необходимо принять во внимание два фактора: скорость часов, которая определяет, насколько быстро происходят события, и точность часов, которая определяет постоянство периода между каждым тактом часов и то, как скорость часов может меняться с течением времени.

Процессор микроконтроллера

Центральный процессор микроконтроллера можно представить как синхронизированную цепочку логических блоков, выполняющих определенную функцию. Если часы идут слишком медленно, обработка занимает больше времени. Если часы работают слишком быстро, может не хватить времени для завершения необходимых операций до начала следующего набора — процессор взаимодействует с рядом различных блоков компонентов, от динамической памяти до интерфейсных контактов. Любая значительная ошибка в тактовой частоте будет иметь непредсказуемые последствия для внутренних операций микроконтроллера.

Выборка данных

Тактовый сигнал микроконтроллера будет управлять скоростью преобразования любых аналогово-цифровых операций. Тактовая частота будет определять максимальную частоту дискретизации аналогового сигнала; точность часов будет определять точность частоты дискретизации. Предположим, вы записываете семпл два раза в секунду с отметкой времени. В этом случае не потребуется много времени, чтобы однопроцентная ошибка в частоте часов (не редкость для внутренних генераторов) удалила любую корреляцию между отметкой времени вашего образца и временем, отображаемым на ваших настенных часах. При постоянном смещении источника тактового сигнала на 1% отметка времени вашего образца будет отсутствовать более чем на 14 минут каждый день.

Генерация сигнала

Что касается выборки данных, тактовый сигнал микроконтроллера будет управлять скоростью преобразования любых цифро-аналоговых операций. Тактовая частота будет определять максимальные частоты, которые могут быть сгенерированы для аналогового сигнала. Точность часов будет определять точность сгенерированного сигнала.

Асинхронная последовательная связь

Важнейшим применением тактового сигнала микроконтроллера будет управление асинхронной связью, когда тактовый сигнал определяет время выборки входящего потока данных; после получения начального бита и формы сигнала исходящего потока данных с точки зрения того, когда происходят переходы между каждым битом данных.

При асинхронной связи передатчик и приемник должны иметь одинаковую тактовую частоту для кодирования и декодирования потоков данных. Однако эти часы не нужно синхронизировать; им просто нужно иметь достаточно равные тактовые частоты. Это связано с тем, что приемник начинает обрабатывать входящий поток данных при обнаружении первого фронта на сигнальной линии. Затем необходимо поддерживать правильную тактовую частоту на протяжении всего потока данных, чтобы производить выборку битов данных в нужное время.Требуемая точность будет зависеть от окна, в котором должны производиться выборки данных. Каждый бит данных потенциально будет иметь передний фронт и задний фронт для своего сигнала, где значение данных неопределенно, оставляя период между фронтами, когда данные действительны и могут быть выбраны.

Этот период выборки будет зависеть от типа и длины канала связи. Большие длины передачи и кабели с высокой емкостью увеличивают время нарастания и спада. Наличие шума также может увеличить время, необходимое для стабилизации сигнала.

Также будет зависеть от тактовой частоты и формата сообщения. Для коротких потоков данных требования к точности могут быть довольно слабыми, поскольку часы дискретизации сбрасываются каждый раз, когда принимается новый поток данных. Однако для высокоскоростной последовательной связи с длинными потоками данных требуемая точность может стать более точной. Например, протокол шины CAN делает его очень чувствительным к перекосу тактовой частоты до такой степени, что использование любого источника тактового сигнала, не основанного на кристалле, может быть проблематичным.

На примере устройств UART мы видим, что абсолютная тактовая частота не имеет значения, поскольку приемник UART синхронизируется в начале каждого кадра.Проблема упрощается до того, какие различия между часами передачи и приема UART могут быть допущены.

Обычно существует несколько вариантов выбора источника тактового сигнала для любого конкретного микроконтроллера. Конкретные параметры будут зависеть от марки и модели микроконтроллера, который вы будете использовать, поэтому здесь мы обсудим все стандартные параметры.

Различные варианты принципиально различаются по точности, стоимости и количеству компонентов. Использование внутреннего источника синхронизации, который есть во всех хороших микроконтроллерах, будет самым дешевым и наименее сложным вариантом, но, как правило, наименее точным. Использование внешнего источника тактового сигнала повысит точность, но за счет добавления дополнительных компонентов на печатную плату и увеличения сложности конструкции.

Какой вариант вы выберете, будет зависеть от того, какая производительность вам требуется и какие у вас есть ограничения с точки зрения места на плате и бюджета. Поскольку всегда есть несколько альтернативных вариантов генерации тактового сигнала для любого данного микроконтроллера, изучите лист данных для вашего конкретного устройства. Как правило, это предоставляет некоторую полезную информацию о том, какие типы источников синхронизации вы можете использовать и как лучше всего их реализовать.

Внутренние генераторы

Микроконтроллеры

обычно поставляются с внутренним резисторно-конденсаторным генератором для генерации основного тактового сигнала и контуром фазовой автоподстройки частоты для обеспечения функции умножения частоты. Проблема с использованием внутреннего генератора заключается в том, что они значительно менее точны, чем внешние генераторы с плохой стабильностью частоты. Эта внутренняя часть микросхемы микроконтроллера по определению является далеко не идеальным местом для размещения любой RC-цепи. Это происходит из-за зависимости цепей RC от высоких температур и изначально широких допусков компонентов.Как правило, микроконтроллер с хорошим управлением температурой может выдавать тактовый сигнал с точностью в диапазоне от 1% до 5%. Этого может быть достаточно для некоторых более медленных асинхронных шин связи и для обработки низкочастотных аналоговых сигналов. Тем не менее, в большинстве типичных приложений это будет слишком неточным.

Вероятно, стоит вкратце упомянуть, что производительность внутреннего генератора можно улучшить, используя контур фазовой автоподстройки частоты, чтобы более точный внешний тактовый сигнал корректировал внутренний тактовый сигнал.Однако, если доступен внешний тактовый сигнал, то имеет смысл использовать его вместо внутреннего тактового сигнала, если только микроконтроллер не имеет каких-либо конкретных ограничений, препятствующих этому.

Внешние генераторы

Источники тактового сигнала для микроконтроллеров бывают двух основных типов: механические резонансные устройства, включающие кристаллы и керамические резонаторы, и пассивные RC-генераторы.

Наиболее простой формой генераторов является RC-схема, эмулирующая внутреннюю схему генератора, но использующая компоненты с более высокими значениями точности и использующая методы управления температурой для изоляции компонентов от тепла, выделяемого микроконтроллером и любыми другими горячими элементами схемы.Хотя это может повысить точность как минимум на порядок, это наименее точный вариант для внешнего генератора, и доступны лучшие решения по сравнительно схожей стоимости и размерам. На часы, генерируемые RC-схемой, также будут влиять колебания уровней питания и чувствительность к электрическим помехам, что ограничивает их полезность в большинстве типичных приложений.

Кварцевые генераторы

являются наиболее распространенной формой внешних генераторов, где требуется точный тактовый сигнал. Кварцевый кристалл и вспомогательная схема обеспечивают превосходную стабильность и точность. Типичный недорогой кварцевый генератор может иметь точность лучше одной миллионной доли процента — этого более чем достаточно для всех приложений, кроме наиболее чувствительных ко времени. Однако на кварцевый кристалл могут воздействовать факторы окружающей среды, которые могут потребовать дополнительной защиты. Вспомогательная схема для кварцевого кристалла также может привести к высокому выходному импедансу, требующему дополнительного согласования импеданса для интеграции с остальной частью схемы.Использование готового модуля кварцевого генератора вместо дискретных компонентов может снизить восприимчивость к воздействию окружающей среды и сделать конструкцию платы более простой, если позволяет бюджет. Как правило, они обеспечивают выход прямоугольной формы с низким импедансом, что упрощает интеграцию с остальной частью схемы с точностью, очень близкой к использованию дискретного кристалла.

Альтернативным вариантом является кремниевый генератор, основанный на схеме резонатора IC, который прост в реализации с около 0. 05% точность. Немного лучше, чем внешняя RC-цепочка, но далеко не так хорошо, как кварцевый генератор. Однако кремниевые генераторы более прочны и надежны, чем кварцевые генераторы, и идеально подходят для условий эксплуатации, в которых устройство может подвергаться сильным механическим вибрациям.

Наконец, доступны керамические резонаторы, которые не так точны, как кварцевый генератор, но более точны, чем кремниевый генератор. Основанные на пьезоэлектрическом керамическом материале, они используют резонансные механические колебания для генерации тактового сигнала.Их главное преимущество заключается в том, что они поставляются в простом интегрированном корпусе и занимают меньшую площадь, чем кварцевый генератор и его вспомогательные компоненты. Однако, как и кварцевые генераторы, они чувствительны к факторам окружающей среды, включая температуру, влажность, вибрации и электрические помехи.

При выборе внешнего генератора на ваше решение может повлиять энергопотребление опций. Потребляемая мощность схем дискретных генераторов в первую очередь определяется током питания усилителя с обратной связью и значениями его емкости.Типичная схема кварцевого генератора потребляет десятки мА. Для керамических резонаторов обычно требуются большие значения емкости нагрузки, чем для кварцевых генераторов, требующих большей мощности. Потребляемая мощность кремниевых генераторов в основном пропорциональна рабочей частоте. Тем не менее, они бывают разных вариантов: от маломощных устройств, потребляющих несколько мА, до стандартных устройств, потребляющих десятки мА.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что тип тактового сигнала, который вам нужно использовать для вашего микроконтроллера, будет зависеть в основном от характера устройства, в которое он встроен, и его операционной среды.Интерфейсы с высокоскоростными асинхронными коммуникационными шинами и высокочастотными аналоговыми сигналами вызовут потребность в точном тактовом сигнале. Предположим, что устройство должно работать в суровых условиях, будь то в широком диапазоне температур, при высоком уровне электромагнитных помех или при механических вибрациях. В этом случае он может ограничить доступный выбор. Микроконтроллер, который не имеет таких срочных или экологических требований, может обойтись более дешевым решением.

Если вы хотите узнать больше, почему бы не просмотреть нашу страницу продукта для более подробного описания функций или не позвонить эксперту в Altium.

Высокоскоростные источники тактового сигнала и их влияние на электромагнитную совместимость

%PDF-1.4 % 1 0 объект >поток application/pdfИсточники высокоскоростных тактовых импульсов и их влияние на электромагнитную совместимость

  • Примечания по применению
  • Texas Instruments, Incorporated [SNOA346,0]
  • iText 2.1.7 от 1T3XTSNOA3462011-12-08T02:36:23.000Z2011-12-08T02:36:23.000Z конечный поток эндообъект 2 0 obj>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB/ImageC/ImageI]/Font>>>/MediaBox[0 0 540 720]/Contents[7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R]/Type/ Страница/Родитель 11 0 R>> эндообъект 3 0 объект >поток

    Генерация часов | Renesas

    Синхронизирующие генераторы и синтезаторы частоты Renesas — это продукты на основе тактовой частоты с ФАПЧ, которые генерируют один или несколько тактовых сигналов в приложении. Продукты на основе PLL могут генерировать разные выходные частоты из общей входной частоты. Обычно в системе каждому периферийному устройству для работы требуется своя частота.

    Продукты Renesas производят выходные частоты тактовых импульсов в пределах строгих допусков для приложений, которые они тактируют. В большинстве случаев они используют простой, недорогой кварцевый резонатор основной моды в качестве эталона или другие часы в качестве эталона частоты, из которых они генерируют выходные часы с низким джиттером. Несколько копий некоторых частот могут быть предоставлены для управления несколькими нагрузками.Они также допускают преобразование частоты — либо умножение, либо деление. Renesas предлагает решения для несимметричных и дифференциальных тактовых выходов. Существуют также устройства с внешним каналом обратной связи для более точного управления.

     

    Рекомендуемые генераторы тактовых импульсов

    Ключевые соображения по выбору тактового генератора

    При выборе правильного тактового генератора или синтезатора частоты может учитываться несколько соображений. Эти высокоуровневые спецификации должны быть приняты во внимание:

    • Дрожание тактового сигнала: это мера величины ошибки тактового сигнала по отношению к идеальному сигналу во временной или частотной областях. В большинстве приложений джиттер тактовых импульсов является одним из основных критериев, обычно определяемых потребностями процессора, FPGA или ASIC. Кроме того, качество тактового сигнала также может зависеть от самого приложения. Например, чтобы удовлетворить требованиям 10-гигабитного Ethernet, поставщик может разработать собственный бюджет джиттера для тракта передачи или приема; или для соответствия стандартам PCIe Gen 1, 2 или 3 может быть другой набор требований.Renesas отвечает требованиям по джиттеру практически для любого приложения.
    • Частотный диапазон: Различные синтезаторы тактовых импульсов оптимизированы для разных частот. Некоторые устройства обеспечивают очень хорошую производительность в широком диапазоне частот, в то время как другие предлагают беспрецедентную производительность, предназначенную для узкой полосы частот, характерной для конкретного приложения. Когда точные требования к частоте неизвестны, клиенты могут воспользоваться широким выбором Renesas.
    • Тип входной и выходной сигнализации: для каждого тактового сигнала требуется определенное высокое/низкое напряжение и время нарастания/спада.Они классифицируются как «типы сигнализации», соответствующие отраслевым стандартам, таким как LVCMOS, LVDS, LVPECL, HCSL и многие другие. Некоторые генераторы тактовых импульсов предлагают поддержку фиксированных типов сигнализации, в то время как другие более гибкие и поддерживают несколько типов. Некоторые типы являются несимметричными, в то время как другие представляют собой дифференциальные часы; У Ренесаса есть все.
    • Напряжение питания: это напряжение, необходимое для работы устройства. Как правило, напряжение питания генератора тактовых сигналов определяется шинами питания, доступными в системе.Более низкие напряжения питания, как правило, обеспечивают более низкое рассеивание мощности. Renesas постоянно предлагает инновационные низковольтные решения для экономии электроэнергии без ущерба для производительности.
    • Уровень интеграции: обычно рекомендуется выбирать устройство генерации тактовых импульсов, которое может удовлетворить системные требования с наименьшим количеством компонентов и сложностью схемы. Меньшее количество компонентов упрощает процесс проектирования и закупок для более быстрого выхода на рынок и может даже повысить надежность для повышения производительности.Renesas предлагает одни из самых интегрированных в отрасли решений для очень сложных систем, а также оптимальные решения для промежуточных систем.

    О тактовых генераторах и синтезаторах частоты (Clock Synthesizers)

    Генератор тактового сигнала — это схема, которая вырабатывает тактовый сигнал для использования при синхронизации работы системы. На самом базовом уровне тактовый генератор состоит из резонансного контура и усилителя. Результирующий синхронизирующий сигнал (или тактовый сигнал) может варьироваться от простой прямоугольной волны с рабочим циклом 50% до более сложных устройств. Резонансный контур обычно представляет собой кварцевый пьезоэлектрический генератор, хотя в некоторых случаях могут использоваться более простые колебательные контуры и даже RC-цепи. По мере того, как выходные сигналы синхронизации генерирования тактовых импульсов становятся более сложными, мы обычно называем эти устройства синтезаторами частоты или синтезаторами тактовых импульсов. Синтезатор частоты может сочетать операции умножителя частоты, делителя частоты и смесителя частоты для получения желаемого выходного сигнала. Умножители частоты генерируют выходной сигнал, выходная частота которого является гармоникой (кратной) его входной частоты, а смеситель генерирует суммарную и разностную частоты.Многие синтезаторы часов или синтезаторы частоты известны как часы с фазовой автоподстройкой частоты (тактовые генераторы PLL), которые содержат PLL, используемые для сравнения фазы входного сигнала и регулировки частоты его генератора для обеспечения совпадения фаз. Программируемые тактовые генераторы позволяют изменять число, используемое в умножителе или делителе, что позволяет выбирать широкий спектр выходных частот без модификации оборудования.

    Генераторы тактовых импульсов или синтезаторы тактовых сигналов Renesas поддерживают несколько различных типов уровней дифференциального тактового сигнала, таких как LVPECL, LVDS, HCSL и т. д.

    Какая тактовая частота у 8086? – М.В.Организинг

    Какая тактовая частота у 8086?

    Интел 8086

    Общая информация
    Макс. Тактовая частота процессора от 5 МГц до 10 МГц
    Ширина данных 16 бит
    Ширина адреса 20 бит
    Архитектура и классификация

    Что такое тактовая частота системных часов?

    Тактовая частота измеряется в мегагерцах; скорость в один мегагерц (1 МГц) означает, что системные часы посылают электрический ток миллион раз в секунду.Чем выше тактовая частота компьютера, тем быстрее он может работать, при условии, что все остальные факторы равны.

    Какая не рабочая тактовая частота микропроцессора 8086?

    8086 не имеет встроенной схемы генерации тактового сигнала. Следовательно, микросхема тактового генератора 8284 подключена к выводу CLK 8086. Тактовый сигнал, подаваемый 8284, делится на три для внутреннего использования. Максимальная внутренняя тактовая частота 8086 составляет 5 МГц.

    Сколько таймингов содержится в тактовом сигнале Intel 8086?

    Во время этих операций микропроцессор также генерирует ряд управляющих сигналов для управления направлением и синхронизацией шины.Цикл шины микропроцессора 8086 содержит не менее четырех тактов. Эти четыре такта называются состояниями T1, T2, T3 и T4.

    Можно ли использовать стек в 8086?

    В 8086 регистр основного стека называется указателем стека — SP. Регистр сегмента стека (SS) обычно используется для хранения информации о сегменте памяти, в котором хранится стек вызовов выполняемой в данный момент программы. SP указывает на текущую вершину стека.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.