Для синхронизации и согласования работы различных устройств, имеющих разное быстродействие, используется тактовая частота. Любая команда выполняется за один или несколько циклов (тактов), а скорость чередования импульсов (частота) задает ритм работы всех составляющих системы и во многом определяет скорость работы. Источником тактовой частоты является отдельный блок – генератор, который представляет собой кварцевый резонатор. Чем больше импульсов за одну секунду подает генератор, тем быстрее происходят вычислительные операции, тем быстрее работает компьютер. Именно так до недавнего времени и было, но с изобретением многоядерных процессоров ситуация несколько изменилась. Итак, тактовая частота – это количество импульсов в секунду, которые синхронизируют работу компьютера.

Сегодня на производительность работы компьютера оказывает влияние не только тактовая частота, а и объем кэша, количество ядер, скорость работы видеокарты и архитектура процессора. Например, современные многоядерные процессоры имеют относительно невысокую тактовую частоту, а работают намного быстрее. Это достигается путем программного разделения вычислительных операций между ядрами процессора. Таким образом, операция при меньшей скорости обработки выполняется быстрее – увеличивается быстродействие компьютера. После появления многоядерных процессоров повышение тактовой частоты стало не столь актуальным. Сегодня скорость работы компьютера, наряду с этим параметром, определяется и количеством ядер, и скоростью реакции/обработки данных в других частях системы.

В процессе изготовления процессоры тестируются в различных режимах, при различных температурах и давлении. В результате тестов определяется максимальная рабочая тактовая частота, которая и стоит на маркировке. Но это не самое большое ее значение, существует такое понятие, как разгон процессора, при котором тактовая частота намного возрастает.

Производство многоядерных процессоров решило еще одну проблему: уменьшение температуры процессора. С увеличением тактовой частоты повышалось выделение тепла процессором, что вело к перегреву и сбоям в работе. Многоядерные процессоры позволили при невысоких частотах увеличить быстродействие. Многие современные модели при неполной загрузке могут временно понижать тактовую частоту, сокращая энергопотребление и выделение тепла. За это время процессор успевает остывать, что ведет к снижению оборотов вентиляторов, уменьшению потребления электроэнергии и понижению шумов (на высоких оборотах вентиляторы «звучат» достаточно громко).

Для игровых компьютеров не меньшую роль играет тактовая частота видеокарты. Тут имеется прямая зависимость – чем выше этот параметр, тем быстрее идет прорисовка готовых пикселей и выборка текстурных данных. Но устанавливать высокоскоростную видеокарту и иметь низкоскоростной процессор и ОЗУ небольшого объема не имеет смысла. Параметры всех этих устройств должны быть сбалансированы. Только в этом случае компьютер будет работать с высокой скоростью и без сбоев.

fb.ru

На что влияет частота процессора

Во времена, когда мобильные телефоны были толстые и черно-белые, процессоры – одноядерные, а гигагерц казался непреодолимой планкой (лет 20 назад), единственной характеристикой для сравнения мощностей ЦП была тактовая частота. Десятилетие спустя второй важной характеристикой стало количество ядер. В наше время смартфон, толщиной менее сантиметра, содержит ядер больше, да и тактовую частоту имеет выше, чем простой ПК тех лет. Попробуем разобраться, на что влияет тактовая частота процессора.

Частота процессора влияет на скорость, с которой транзисторы процессора (и их внутри чипа сотни миллионов) производят переключение. Измеряется она в количестве переключений за секунду и выражается в миллионах или миллиардах герц (мегагерц или гигагерц). Один герц – это одно переключение транзисторов процессора в секунду, следовательно, один гигагерц – один миллиард таких переключений за то же время. За одно переключение, если говорить упрощенно, ядро делает одну математическую операцию.

Следуя обычной логике можно прийти к выводу, что чем больше частота – тем быстрее переключаются транзисторы в ядрах, тем скорее решаются задачи. Именно поэтому в прошлом, когда основная масса процессоров была по сути усовершенствованным Intel x86, архитектурные отличия были минимальны, и было ясно, что чем больше частота тактов – тем быстрее идут вычисления. Но со временем все изменилось.

В конце 90-х на рынке процессоров произошел «раскол», каждый производитель начал делать свою версию x86 чипов. Тогда же начался рассвет процессоров на архитектуре ARM, которые оказались медленнее, но намного экономичнее компьютерных x86. Именно эта архитектура стала основной для чипов современных смартфонов. Детальнее об архитектурах читайте наш подробный материал.

Можно ли сравнивать частоты разных процессоров

В 21 веке разработчики научили свои процессоры обрабатывать за такт не одну инструкцию, а больше. Поэтому процессоры с одинаковой частотой тактов, но основанные на разных архитектурах, выдают разный уровень быстродействия. Intel Core i5 2 ГГц и Qualcomm Snapdragon 625 2 ГГц – это разные вещи. Хоть у второго ядер больше, но в тяжелых задачах он будет слабее. Поэтому саму частоту разных типов ядер сравнивать нельзя, важно учитывать еще и удельную производительность (количество выполнений инструкций за такт).

Если проводить аналогию с машинами, то тактовая частота – это скорость в км/ч, а удельная производительность – грузоподъемность в кг. Если рядом будут ехать легковушка (процессор ARM для смартфона) и самосвал (чип x86 для ПК) – то при равной скорости легковушка за раз перевезет пару сотен кило, а грузовик – несколько тонн. Если же говорить о разных типах ядер именно для смартфонов (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) – то это все легковушки, но с разной вместительностью. Соответственно, тут разница уже будет не так огромна, но тоже значительная.

Сравнивать можно только тактовые частоты ядер на одинаковой архитектуре. Например, MediaTek MT6750 и Qualcomm Sanapdragon 625 содержат по 8 ядер Cortex A53. Но у МТК их частота – до 1,5 ГГц, а у Куалкомм – 2 ГГц. Следовательно, второй процессор будет работать примерно на 33% быстрее. А вот Qualcomm Snapdragon 652 хоть и имеет частоту до 1,8 ГГц, но работает быстрее модели 625, так как в нем используются более мощные ядра Cortex A72.

Что дает высокая частота процессора в смартфоне

Как мы уже выяснили, чем выше тактовая частота – тем быстрее работает процессор. Следовательно, и производительность смартфона с более высокочастотным чипсетом будет выше. Если один процессор смартфона содержит 4 ядра Kryo на 2 ГГц, а второй – 4 такие же ядра Kryo на 3 ГГц, то второй будет примерно в 1,5 раза быстрее. Это ускорит запуск приложений, сократит время включения, позволит резвее обрабатывать тяжелые сайты в браузере и т.д.

Однако, выбирая смартфон с высокими частотами процессора, следует также помнить, что чем они выше – тем больше и потребление энергии. Поэтому если производитель накрутил побольше гигагерц, но не оптимизировал устройство должным образом – оно может перегреваться и входить в «троттлинг» (принудительный сброс частот). Таким недостатком в свое время страдал, например, Qualcomm Snapdragon 810.

mobcompany.info

Как частота влияет на быстродействие процессора

Частота процессора - внутренняя тактовая частота, на которой работает микросхема. Как отмечалось в этой категории, обработка команды реализуется за несколько стадий. На каждую стадию расходуется несколько десяткой и даже сотен тактов синхронизации.

Быстродействие процессора зависит от внутренней тактовой частоты. Чем выше частота процессора, тем пропорционально выше его производительность, так как в среднем за каждый такт выполняется элементарная микроинструкция.

Каждый процессор определенного типа представлен целой линейкой микросхем. Каждая модель этой линейки отличается внутренней частотой. Внешняя частота у них одинакова. Частота процессора обязательно указывается в названии модели через пробел. Кроме частоты, отличия могут затрагивать такие параметры, как напряжение питания, потребляемая мощность, отключение некоторых выводов, задержки и т.д. Подобные изменения внутри линейки оцениваются степпингом.

Частота определяется в процессе испытаний и наносится на крышку микропроцессора. Линейка процессоров постоянно пополняется новыми, более быстрыми моделями, а самые медленные модели снимаются с производства. Однако существует верхняя граница внутренней частоты, определяемая в основном ограничением, связанным с технологическими нормами изготовления микропроцессора.

Внешняя частота процессора определяет частоту, с которой процессор обменивается данными с внешней шиной, и связана с шиной FSB.

Если внешняя шина процессора рассматривается на уровне блока интерфейса шины, то магистралью обмена данными между процессором и чипсетом является системная шина.

Следует отметить, что эффективная частота системной шины бывает вдвое выше, если для передачи данных используется синхронизация фронтом и срезом синхроимпульсов тактового генератора (например, для шины EV6).

Увеличение эффективной частоты системной шины сверх частоты внешней шины процессора называется внешним разгоном процессора. Некоторые системные платы предоставляют возможность постепенно увеличивать частоту FSB с шагом 1 МГц, пока не будет найдена наибольшая FSB, на которой вся система еще стабильно работает. Внешний разгон дает значительно больший эффект, чем внутренний разгон процессора, поскольку повышает скорость обмена с процессором.

При подборе компонентов системной платы следует добиваться баланса между эффективной частотой системной шины и частотой системы памяти. Следует максимально приблизить значения этого параметра. В этом случае потенциал модулей ОЗУ и микропроцессора используется с наибольшим эффектом.

Мы продолжаем серию материалов, посвящённых исследованию производительности современных процессоров в реальных задачах и влиянию различных их характеристик на производительность. В этой статье мы затронем тему, которую ранее не исследовали: влияние на производительность частоты работы ядра. Теоретически данный вопрос в достаточной степени проработан: в любой конкретной архитектуре при росте частоты работы ядра, производительность процессора должна сначала практически линейно расти, потом, на определённом этапе, темпы роста должны замедляться, и, наконец, начиная с некой частоты, дальнейшее её наращивание становится уже бессмысленным т.к. перестаёт приводить к росту производительности процессора. Причина этих явлений также давно обозначена: производительность «упирается» в подсистему памяти, которая просто не успевает доставлять данные и код с такой скоростью, с которой их обрабатывает ядро CPU.

Нас же, как практиков, заинтересует простой вопрос: где именно наступают эти «переломные частотные моменты» в случае с конкретными процессорными архитектурами? Сегодня мы исследуем данный вопрос применительно к процессору Intel Core i7.

Конфигурация тестовых стендов

Тестовый стенд остался таким же, как и в двух предыдущих сериях, посвящённых процессору Intel Core i7:

• Процессор: Intel Core i7 950;
• Кулер: ASUS Triton 81;
• Системная плата: ASUS P6T SE (чипсет Intel X58);
• Память: 3 модуля по 2 ГБ Corsair DDR3-1800 в режиме DDR3-1600;
• Видеокарта: Palit GeForce GTX 275
• БП: Cooler Master Real Power M1000.

Для исследований было решено взять 4 «процессора» с частотами от 1,86 до 3,06 ГГц, и шагом ровно в 400 МГц. Навскидку, мы посчитали, что для выявления основных тенденций этого хватит (не ошиблись). Штатная частота используемого CPU - как раз 3,06 ГГц (множитель ядра 23). Меньшие частоты получались путём уменьшения множителя, соответственно:

• x20 - 2,66 ГГц;
• x17 - 2,26 ГГц;
• x14 - 1,86 ГГц.

Множитель внеядра* (да простят нас читатели за этот новояз, но попробуйте сами перевести одним словом англоязычный термин «uncore») у всех процессоров серии Core i7 одинаков - x16 (частота работы внеядра, соответственно - 2,13 ГГц). Технология Hyper-Threading была включена, а вот Turbo Boost пришлось выключить т.к. в данном исследовании нам был нужен процессор, работающий на строго определённых частотах.

* - Часть процессоров Core i7, находящаяся «снаружи ядра», и работающая на своей, отличной от ядра частоте. Две наиболее значимые части внеядра - контроллер памяти и контроллер процессорной шины.

На первом графике приведена кривая роста производительности, построенная на основании баллов производительности каждого «процессора», вычисленных, согласно нашей методике тестирования (красная линия). Синяя же линия олицетворяет собой «идеально масштабируемую» производительность, которая вычисляется, исходя из предыдущего результата и предположения о том, что следующий результат будет настолько же больше, насколько выросла частота процессора. Т.е. если 1,86 ГГц CPU продемонстрировал в некой группе производительность X, подразумевается, что «идеальная» производительность 2,26 ГГц CPU будет равна Y=X*2,26/1,86. Соответственно, производительность 2,66 ГГц процессора будет равна Z=Y*2,66/2,26. Зачем эта линия на графике? Нам кажется, что она позволяет сделать результаты данного тестирования существенно более наглядными. В конце концов, конкретные цифры всегда можно взять из , а вот степень расхождения между практикой и идеалом проще оценивать визуально.

На втором графике (если в нём есть необходимость) линии олицетворяют прирост производительности по мере увеличения частоты для каждого приложения из данной тестовой группы в отдельности. Отсчёт начинается с системы с частотой CPU 1,86 ГГц, производительность которой, соответственно, принята за 100% - поэтому все линии выходят из одной точки. Этот график позволяет нам более точно отследить поведение отдельных программ.

И, наконец - таблица с результатами тестов (также по каждому приложению в отдельности). Начиная со столбика «2,26 ГГц», в ней присутствуют не только абсолютные величины результатов, но и некие проценты. Что это? Это цифра, отражающая прирост производительности данной системы по отношению к предыдущей . Запомните, это очень важно: по отношению к предыдущей, а не к исходной . Таким образом, если мы видим в столбике «2,66 ГГц» цифру 22% - это значит, что система в данном приложении показала на 22% более хороший результат, чем при частоте процессора 2,26 ГГц .

Вообще, нелишним будет озвучить «идеальные» значения прироста производительности, чтобы читателям было проще ориентироваться в содержимом таблиц. Значения эти равны, соответственно:

• при переходе 1,86 ГГц → 2,26 ГГц: ~+22%;
• при переходе 2,26 ГГц → 2,66 ГГц: ~+18%;
• при переходе 2,66 ГГц → 3,06 ГГц: ~+15%.

Учитывая то, что разброс +/-2% у нас принято считать допустимой погрешностью измерений, мы получаем 3 диапазона: от +20 до +24%, от +16 до +20%, и от +13 до +17%. Хотя, впрочем, нижние границы нас не очень интересуют: масштабируемость запросто может являться неидеальной, и даже равняться нулю (отрицательной, теоретически, быть не может). А вот суперлинейный прирост с идеальной точки зрения невозможен - поэтому значения выше +24%, +20% и +17%, соответственно, придётся как-то объяснять.

Также, традиционно, мы даём любознательным читателям ссылку на таблицу в формате Microsoft Excel , в которой приведены все результаты тестов в самом подробном виде. А также, для удобства их анализа, присутствуют две дополнительные закладки - «Compare #1» и «Compare #2». На них, как и в таблицах, присутствующих в статье, произведено сравнение четырёх систем в процентном отношении. Разница очень простая: в случае с Compare #1, проценты вычисляются так же, как в таблицах в статье, - по отношению к предыдущей системе, а в случае с Compare #2, все системы сравниваются с базовой (1,86 ГГц).

3D-визуализация

Ждать от группы визуализации идеальной масштабируемости не стоило - всё-таки, по идее, в данном процессе не последнюю роль должна играть видеокарта. Однако, как оказалось, пакеты трёхмерного моделирования при интерактивной работе весьма существенно зависят от процессора, несмотря на использование различных 3D API (Lightwave и Maya - OpenGL, 3ds max - Direct3D). Собственно, чемпионом является как раз Lightwave, график которого представляет собой практически идеально прямую линию. Инженерные пакеты намного более скромны в аппетитах (то есть, получается, лучше используют видеокарту). Сверхлинейный рост производительности наблюдается при переходе с частоты 2,26 ГГц на частоту 2,66 ГГц (три раза) и при переходе с частоты 2,66 ГГц на частоту 3,06 ГГц (один раз). Пока что просто запомним это.

Трёхмерный рендеринг

Рендеринг, как и следовало ожидать, масштабируется практически идеально, причём независимо от пакета (и, соответственно, рендер-движка) - линии 3ds max, Maya и Lightwave на индивидуальном графике практически слились в одну толстую линию.

Научные и инженерные расчёты

Напомним, что в «вычислительной» группе участвуют приложения трёх типов: инженерные CAD, математические пакеты, и даже один пакет трёхмерного моделирования. Ситуация сложилась забавная: ни в одной группе, состоящей более чем из одного члена, «согласья нет». MAPLE и Mathematica возглавляют рейтинг самых хорошо масштабирующихся приложений (к ним присоединяется пакет трёхмерного моделирования Maya), однако у MATLAB с масштабируемостью скорости при росте частоты всё существенно хуже, особенно под конец. Инженерные CAD и вовсе разбрелись кто куда: у Pro/ENGINEER с масштабируемостью всё отлично, у UGS NX - похуже (его линия практически совпадает с MATLAB), а SolidWorks при переходе с 2,66 ГГц на 3,06 ГГц вообще практически никакого ускорения не получил. Соответственно, бессмысленно пытаться рассуждать о каких-то тенденциях при таком разнобое. Впрочем, благодаря приложениям-лидерам, средняя масштабируемость по группе вышла очень высокой (см. первый график - расхождение с идеалом весьма незначительно и начинается только под конец). И снова мы наблюдаем случаи сверхлинейного роста производительности, причём наиболее массовые при переходе с частоты 2,26 ГГц на 2,66 ГГц. Обратите внимание: учитывая количество случаев, это уже можно смело считать обозначившейся тенденцией.

Растровая графика

В группе растровой графики можно отметить поведение двух программ, выбивающихся из общей колеи: пакет ACDSee, который под конец перестал масштабироваться вообще (несмотря на то, что до этого у него всё было в норме и из общей группы он ничем не выделялся), и PaintShop Pro, у которого наблюдается резкий сверхлинейный скачок производительности... опять при переходе 2,26 → 2,66 ГГц! Чтобы не томить читателей, скажем сразу: увидим мы этот феномен ещё не раз и не два, а возможное объяснение ему мы дадим после комментариев ко всем тестам, т.к. по нашей версии оно универсальное, и от типа программного обеспечения совершенно не зависит.

Сжатие данных без потерь

Почти идеальная масштабируемость - и опять у WinRAR сверхлинейный рост в уже хорошо нам знакомой точке.

Компиляция

И снова мы наблюдаем «горб» на графике в районе 2,66 ГГц, где реальная производительность несколько превосходит идеальный прогноз. Однако расхождение не очень большое (см. ), около 2%, поэтому нельзя утверждать точно, имеем ли мы дело с вышеописанным феноменом, или же с банальной погрешностью измерений. Хотя, конечно, то, что эта «погрешность» опять возникла именно на точке 2,66 ГГц - конечно, наводит на определённые размышления. :)

Кодирование аудио

Достаточно странный результат, требующий дополнительных исследованний. Создаётся впечатление, что тест во что-то «упёрся», и это явно не процессор. Судя по данным , подозревать подсистему памяти не стоит. Быть может, жёсткий диск?..

Кодирование видео

Одна из самых хорошо масштабируемых групп в этом тестировании, причём график по приложениям тоже очень плотный - все кривые, кроме одной, почти что складываются в одну толстую линию. Как ни странно, лидером группы является довольно старый Canopus ProCoder. Впрочем, данный феномен можно попытаться объяснить тем, что он же не очень хорошо использует многоядерность: более современные кодеки, умеющие задействовать все 8 ядер, должны создавать бо льшую нагрузку на подсистему памяти - и, соответственно, зависеть ещё и от неё. А Canopus ProCoder остаётся зависеть исключительно от процессора.

Java

Ситуация настолько похожа на предыдущую, что можно было бы сэкономить на диаграммах, использовав оба раза одну и ту же. :) Впрочем, ничего странного в этом нет: коль SPECjvm способен создавать хорошую нагрузку для процессоров с любым количеством ядер - неудивительно, что он и масштабируется хорошо при повышении быстродействия CPU.

Трёхмерные игры

Тройка лидеров по процессорозависимости: Left 4 Dead*, Far Cry 2 и Unreal Tournament 3, причём Left 4 Dead идёт впереди всех с весомым отрывом. Следует заметить, что вхождение в тройку Unreal Tournament 3 может быть объяснено особенностью самого теста: в отличие от других игровых бенчмарков, бенчмарк для UT3 не воспроизводит заранее записанную демку, а имитирует реальную игру (CTF), с той только разницей, что всеми игроками на поле управляет компьютер. Потенциально, это действительно гораздо более сложная для процессора задача т.к. управление 8-ю игроками в режиме реального времени создаст хорошую вычислительную нагрузку даже при самом примитивном «искусственном интеллекте». Однако в целом всё плохо (или хорошо - зависит от того, с какой стороны смотреть): игровая группа демонстрирует самую низкую процессорозависимость, являясь по данному параметру «лидером наоборот» сегодняшнего тестирования.

* - мы привели результаты Left 4 Dead в таблице и на диаграмме т.к. они оказались самыми показательными с точки зрения зависимости от процессора, но не стоит забывать о том, что данный бенчмарк входит в группу «опциональных тестов», и, соответственно, не влияет на общий балл игровой группы.

Карты на стол!

Что ж, настала пора наконец-таки дать объяснения последнему неразгаданному феномену: массовым случаям сверхлинейного роста производительности при переходе от частоты 2,26 ГГц к частоте 2,66 ГГц. Быть может, мы кому-то покажемся несколько занудными:), однако давайте все вместе «станцуем от печки» - честное слово, так интереснее.

Итак: что нужно для того, чтобы на одном из «переходов» образовался сверхлинейный прирост производительности? Вопрос кажется дурацким (ибо ответ в первом приближении: «чтобы следующий по частоте процессор был сверхлинейно быстрее»), однако подождите делать преждевременные выводы: быстрее - отнюдь не единственный вариант. Если представить нашу гипотетическую идеальную производительность как функцию от частоты, т.е. быстродействие (S) = частота (F) * некий коэффициент (K), то сверхлинейный рост невозможен. Что нужно для того, чтобы он появился? Для этого нужно, чтобы следующему по частоте процессору спустился с небес некий бонус (+B) или... чтобы предыдущий процессор получил бонус отрицательный (-B) т.е. оказался бы медленнее, чем ему положено согласно его частоты. Итак, чувствуете, как изменилась наша задача? Теперь нам нужно найти ответ не на один вопрос, а на один из двух: либо на вопрос «почему 2,66 ГГц процессор такой быстрый?», либо «почему 2,26 ГГц такой медленный?» При этом также нельзя исключать того, что существуют ответы на оба вопроса*.

* - Вы правильно догадались: так оно на самом деле и есть. :)

Искали бы мы эти ответы, наверное, намного дольше, если бы не один счастливый факт: мы-то чётко понимали, что де-факто, физически, процессор был один и тот же . Изменялся только коэффициент умножения, с помощью которого получается частота работы ядра. Значит, если отбросить магию маленьких зелёных человечков, ответ может быть один: дело именно в коэффициенте умножения. Впрочем, это ещё не ответ. Это лишь область для поисков.

Ещё одно наше везение состояло в том, что коэффициенты умножения «быстрого» и «медленного» процессора уж очень сильно разнятся: 17 и 20. Первое число - вообще простое, т.е. делится только само на себя и на единицу. Второе - делится на 2, 4, 5 и 10. И вот как раз на цифре «4» прозвучала та самая «эврика!» - ну да, конечно же - коэффициент умножения внеядра во всех случаях был равен 16, а это число тоже делится на 4!

Подводя итоги: видимо, расходы на согласование между ядром и внеядром, когда они работают на разных частотах - действительно существенный фактор, способный влиять в том числе на быстродействие процессора. Соотношение между коэффициентами умножения ядра и внеядра в случае с частотой первого 2,26 ГГц, довольно «неудобное» - 17:16. И ввиду того, что 17 - простое число, сократить эту дробь невозможно. В случае с 2,66 ГГц процессором, соотношение составляет 20:16, что легко сокращается до 5:4. Судя по всему, универсальное правило «чем сильнее асинхронность - тем хуже», работает и в данном случае. Косвенным подтверждением этого служит вторая диаграмма, где сравнивается идеальный и реальный средний прирост производительности: чётко видно, что 2,66 ГГц процессор намного ближе к своему идеалу, чем 2,26 ГГц.

Разумеется, мы не можем сейчас настаивать на том, что изложенная гипотеза является доказанной: выявленный феномен требует дополнительного исследования, вполне возможно, с привлечением низкоуровневых тестов, которые в подобных случаях обеспечивают бо льшую точность и больший разброс, нежели тесты с помощью реального ПО. Однако в рамках ныне проведенного исследования, гипотеза выглядит вполне непротиворечиво, и, к тому же, никакого другого объяснения вышеизложенным фактам, мы придумать пока не смогли.

Что же касается двух случаев сверхлинейного роста при переходе границы 2,66 / 3,06 ГГц - то их нам, увы, остаётся объявить «артефактами» данного тестирования т.к. с логической точки зрения они необъяснимы, а количество случаев настолько невелико, что списать всё на случайность ещё можно.

Конечно, несколько неожиданно наблюдать настолько стремительно возрастающую разницу между идеальным (под идеальным мы подразумеваем соответствующий росту частоты) приростом производительности и реальным уже на частоте 3,06 ГГц. Фактически, это означает, что даже в лучшем случае производительность гипотетического Core i7 3,46 ГГц будет равна примерно 156 баллов по нашей шкале (3,46 умножить на предполагаемую эффективность порядка 45 баллов за гигагерц) - и это ещё достаточно оптимистичный прогноз. С другой стороны - может, увеличение объёма кэша третьего уровня позволит поднять общую эффективность системы, так что бить тревогу ещё рановато. Собственно, это косвенно подтверждается достаточно спокойной позицией Intel, которая отнюдь не торопится с анонсами новых процессорных архитектур, предпочитая «подтягивать хвосты» в других областях - например, в области графических решений и их интеграции с CPU. Поэтому в целом, мы бы сказали, ничего удивительного нам сегодняшнее тестирование не открыло: да, как правило, в рамках одной и той же архитектуры, чем больше частота - тем меньше эффективность. Это давно всем известно, и блестяще подтвердилось практическими результатами.

Однако раз уж мы провели такое полномасштабное тестирование, грех было бы останавливаться на одной только процессорной тематике, не затронув сами программы. Давайте посмотрим: а какие группы ПО из используемой методики как реагируют на увеличение частоты работы процессорного ядра? Для начала, возьмём разницу между двумя крайними точками: 1,86 ГГц и 3,06 ГГц.

Распределение вполне ожидаемое: научные и инженерные вычисления, рендеринг, архивация, кодирование видео. Несколько правда, странно наличие в нижних строчках группы кодирования аудио. Самая нижняя позиция игровой подгруппы, наоборот, лишь подтверждает правильность нашего выбора опций для тестирования: с нормальными графическими настройками производительность в играх и не должна сильно зависеть от процессора.

А теперь давайте посмотрим на тот же рейтинг, но уже с точки зрения разницы между двумя последними позициями: 2,66 ГГц и 3,06 ГГц. Эта диаграмма позволит нам ответить на вопрос: какие приложения сохраняют хорошую масштабируемость даже на самом верхнем пределе частот?

Первый сюрприз связан как раз с первым же местом: лучше всего масштабируются на верхних частотах, как оказывается, Java-приложения. Больше сюрпризов не наблюдается: все те же рендеринг, кодирование видео, научные и инженерные расчёты. В целом, можно констатировать, что никаких расхождений с нашими интуитивными ощущениями две последних диаграммы не вызывают: даже не видя результатов, руководствуясь одними только логикой и здравым смыслом, пятёрку лидеров любой из редакторов процессорного раздела назвал бы легко.

Подводя итоги, можно продолжить мысль, высказанную абзацем выше: несмотря на отсутствие откровений, тестирование получилось весьма полезное - именно ввиду теоретической предсказуемости результатов. Нет ничего лучше, чем время от времени, обстоятельно, с толком, с расстановкой, экспериментально убедиться в том, что старые добрые, чисто теоретическим путём выведенные закономерности, до сих пор действуют. А то иной раз задумаешься: а вдруг их уже отменили, а мы до сих пор по старинке рассуждаем? :)

В наше время идти в ногу с компьютерными технологиями очень сложно, так как их развитие происходит очень быстро. Вы и не заметите, как компьютер, казалось бы, недавно приобретенный и еще не использовавший даже половины своих ресурсов уже морально устарел. Соответственно, падает производительность компьютера и системные требования уже не соответствуют современным играм и программным продуктам.

Как же действовать, поступать в таких случаях? Приобретать новый системный блок или достаточно будет заменить часть деталей?

Конкретного ответа на этот вопрос вы не найдете, так как каждый случай индивидуален. Где-то достаточно сменить пару комплектующих, а где-то перебрать весь блок, что равноценно приобретению нового.

Для начала определите «слабое звено». Очень важно сделать это правильно, ведь от этого зависят ваши затраты. Скорее всего, его замена и повлияет на характеристики вашего компьютера, повысит его работоспособность и более-менее приблизит к современному уровню.

Выбор подходящего процессора

Чаще всего обновлять персональный компьютер начинают с замены центрального процессора. На вид это небольшая микросхема, которая содержит в себе миллион транзисторов, крепится в разъем материнской платы, именуемый сокетом. Именно это устройство играет очень важную роль. От характеристик процессора зависит производительность всей системы, поскольку он, в первую очередь, отвечает за анализ данных, скорость их обработки.

Замена центрального процессора - ответственный шаг, и, прежде чем на него решиться, хорошо все обдумайте. Изучите подробно характеристики, по которым различаются процессоры. Особое внимание обратите на разъем материнской платы, куда вставляется процессор. Он предназначен только для конкретного типа процессоров. Обновляя свой персональный компьютер посредством замены процессора, прочитайте инструкцию к материнской плате; в ней должны быть описаны модификации, которые она поддерживает. Так же не помешает консультация со специалистом.

Основные характеристики процессора

После того, как вы определили тип процессора, обратите внимание на ряд основных характеристик, отвечающих за производительность. К ним относится количество ядер, тактовая частота, размеры кэша, частота шины и другие показатели.

Давайте разберем данные параметры подробно.

Сегодня число ядер процессора может варьироваться от двух до восьми. Соответственно, чем больше ядер, тем лучше производительность всей системы. При равных прочих параметрах и условиях процессор с меньшим количеством ядер всегда будет уступать.

Такой параметр как тактовая частота влияет на показатель скорости, с которой выполняются процессором вычислительные операции. Единицей измерения является герц (Гц). Чем больше показатель тактовой частоты, тем мощнее процессор. Среднее значение данного параметра для настольных персональных компьютеров находится в промежутке от 2 до 4 гигагерц. Для ноутбуков применяют процессоры с меньшим показателем тактовой частоты, начиная от 1.2 гигагерц. Они не такие мощные, но зато более мобильные. Текущее значение тактовой частоты вы можете посмотреть в панели управления компьютера, зайдя во вкладку система.

Важным элементом является системная шина . Она служит для связи процессора с северным мостом, то есть, по сути, это канал для передачи информации к процессору и обратно. Показатель частоты системной шины влияет на обмен информацией между процессором и различными узлами персонального компьютера: устройствами материнской платы, оперативной памятью, видеопроцессором и другими. Чем больше частота, тем с большей скоростью передаются данные. Единица измерения - мегагерц (МГц). Соответственно, приоритетнее те процессоры, которые поддерживают наиболее высокий показатель частоты, обычно около 1333 мегагерц и выше.

Определяясь с характеристиками процессора, важно знать тип оперативной памяти , установленной именно на вашем компьютере. Существует DDR2, DDR3. Этот параметр важен по той причине, что для достижения максимальной производительности материнская плата тоже должна поддерживать значение тактовой частоты оперативной памяти. Если у вас оперативная память, например, DDR2 с поддержкой частоты шины в 1066 мегагерц, а системная плата воспринимает память только с максимальной частотой в 800 мегагерц, то передача данных к оперативной памяти и обратно будет производиться на частоте именно системной платы.

Следующий параметр - кэш центрального процессора . Необходим для временного хранения ключевых программных данных. Единица измерения - килобайт (КБ) и мегабайт (МБ). От объема кэша зависит количество информации, которая может в нем поместиться, соответственно, чем больше объем, тем меньше времени потребуется для транспортировки данных из оперативной памяти. Этот показатель напрямую влияет на производительность компьютера. Проще говоря, кэш увеличивает личную память процессора, тем самым сокращая количество обращений к системной памяти. При выборе нового процессора уточните у консультанта объемы его кэша (на всех уровнях).

Ценовой диапазон процессоров достаточно обширен. Значение цены зависит как от характеристик, так и от фирмы производителя.

Но не всегда стоит увлекаться процессом поиска наивысших значений частоты и объема кэша. Трезво оцените цели, для которых вы модернизируете компьютер. Это поможет вам сэкономить, ведь для стандартных офисных программ и работы в интернете достаточно средних показателей производительности. Если же речь идет о компьютерных играх последнего поколения или о работе с графическими приложениями, то здесь уже необходим процессор с максимальными значениями тактовой частоты, частоты системной шины, трехуровневым кэшем.

Итак, вы определились с целями, подобрали процессор с нужными характеристиками. Не торопитесь его приобретать! Еще раз напоминаем, уточните у консультанта или на сайте производителя, подойдет ли он по разъему именно к вашей материнской плате и будет ли их совместная работа корректной. Часто необходимо обновление BIOSа.

Не забывайте при модернизации компьютера учитывать его общую конфигурацию, ведь наилучшая производительность достигается от работы системы, а не отдельной детали. Например, вы приобрели достаточно мощный процессор, но вы не добьетесь желаемых результатов, имея малый объем оперативной памяти, слабую сетевую или видеокарту, и наоборот. Поэтому задумайтесь, достигните ли вы высокой скорости обработки данных приобретя дорогостоящий процессор или рациональнее просто заменить старый системные блок на современный.

Готовимся к замене процессора

Если проведя анализ характеристик вашего компьютера, вы пришли к выводу необходимости смены процессора, серьезно отнеслись к его подбору и учли все необходимые нюансы, можно переходить к следующему этапу.

Для начала требуется обесточить системный блок, то есть выключит его из розетки. Далее аккуратно «раздеть», сняв обе крышки, возможно, для этого вам потребуется отвертка. Наверняка данную процедуру ранее вы не проделывали, поэтому первое, что бросится в глаза, - огромное количество пыли. От нее необходимо избавиться с помощью влажной тряпки или пылесоса.

Внимательно изучите ваш новый процессор и все, что к нему прилагается. Обычно стандартная BOX комплектация включает в себя, помимо процессора, заводскую систему охлаждения. К ней относится радиатор и кулер (вентилятор). Это очень удобно, так как детали подобраны производителем для возможности максимального охлаждения.

Приобретая процессор в OEM комплектации, вы сэкономите 300-400 рублей, но сразу появляются дополнительные затраты на охлаждение, да и к тому же могут возникнуть проблемы с установкой. Не стоит крепить к новому процессору систему охлаждения от старого. Замена вентилятора необходима, даже если возраст его предшественника менее года. Так же придется раскошелиться на термопасту, необходимую для обработки поверхности радиатора с целью его безопасной эксплуатации. В любом случае, система охлаждения является неотъемлемой частью, ведь она увеличит срок работоспособности процессора.

Ну вот, теперь вы готовы к установке нового процессора, однако мы еще не избавились от старого. Сначала оцените рабочее пространство. Для обеспечения лучшей видимости и доступности к деталям отсоедините центральный вентилятор, видеокарту и шлейфы, если в этом есть необходимость. Далее извлеките радиатор из креплений материнской платы, избавьтесь от старого кулера. Процессор освобожден. Аккуратно выньте его из сокета. Процедуру избавления от пыли необходимо повторить, но теперь уже именно для разъема, используя мягкую кисть или механизм продувки.

Последовальность замены процессора

Подготовительный этап пройден, приступаем непосредственно к установке. Освободите новый процессор от защитной упаковки. Не торопитесь быстрее «воткнуть» его в разъем, здесь важно совместить указатели. Внимательно присмотритесь, и вы заметите метку В на процессоре, которую необходимо совместить с меткой С на разъеме. В противном случае, возможно повреждение ножек процессора, а иногда и полной гибелью устройства. Если вы боитесь брать на себя такую ответственность, вызовите мастера, это, конечно, снова затраты, но зато есть гарантия. После установки центрального процессора в разъем не забудьте закрыть замки гнезда.

Если в приобретенном вами комплекте имеется радиатор, то поверхность стенки соприкосновения с процессором уже обработана термопастой. Если же радиатор приобретался отдельно, процедуру нанесения термопасты придется выполнить самостоятельно, заранее позаботившись о ее наличии.

Как только процессор установлен и закреплен в разъеме, переходим к установке радиатора и кулера.

Определив все комплектующие системного блока по своим местам, подключите их. Прикрутите или защелкните ранее снятые крышки системного блока, включите его. При необходимости обновите настройки BIOS. Поздравляем, ваш компьютер обновлен!

Для синхронизации и согласования работы различных устройств, имеющих разное быстродействие, используется тактовая частота. Любая команда выполняется за один или несколько циклов (тактов), а скорость чередования импульсов (частота) задает ритм работы всех составляющих системы и во многом определяет скорость работы. Источником тактовой частоты является отдельный блок - генератор, который представляет собой Чем больше импульсов за одну секунду подает генератор, тем быстрее происходят вычислительные операции, тем быстрее работает компьютер. Именно так до недавнего времени и было, но с изобретением многоядерных процессоров ситуация несколько изменилась. Итак, тактовая частота - это количество импульсов в секунду, которые синхронизируют работу компьютера.

Сегодня на производительность работы компьютера оказывает влияние не только тактовая частота, а и объем кэша, количество ядер, скорость работы видеокарты и архитектура процессора. Например, современные имеют относительно невысокую тактовую частоту, а работают намного быстрее. Это достигается путем программного разделения вычислительных операций между Таким образом, операция при меньшей скорости обработки выполняется быстрее - увеличивается После появления многоядерных процессоров повышение тактовой частоты стало не столь актуальным. Сегодня скорость работы компьютера, наряду с этим параметром, определяется и количеством ядер, и данных в других частях системы.

В процессе изготовления процессоры тестируются в различных режимах, при различных температурах и давлении. В результате тестов определяется максимальная рабочая тактовая частота, которая и стоит на маркировке. Но это не самое большое ее значение, существует такое понятие, как разгон процессора, при котором тактовая частота намного возрастает.

Производство многоядерных процессоров решило еще одну проблему: уменьшение температуры процессора. С увеличением тактовой частоты повышалось выделение тепла процессором, что вело к перегреву и сбоям в работе. Многоядерные процессоры позволили при невысоких частотах увеличить быстродействие. Многие современные модели при неполной загрузке могут временно понижать тактовую частоту, сокращая энергопотребление и выделение тепла. За это время процессор успевает остывать, что ведет к снижению оборотов вентиляторов, уменьшению и понижению шумов (на высоких оборотах вентиляторы «звучат» достаточно громко).

Для не меньшую роль играет тактовая частота видеокарты. Тут имеется прямая зависимость - чем выше этот параметр, тем быстрее идет прорисовка готовых пикселей и выборка текстурных данных. Но устанавливать высокоскоростную видеокарту и иметь низкоскоростной процессор и ОЗУ небольшого объема не имеет смысла. Параметры всех этих устройств должны быть сбалансированы. Только в этом случае компьютер будет работать с высокой скоростью и без сбоев.

Каждый пользователь компьютерной техники не редко задавался этим вопросом, особенно решив приобрести, новое оборудование. Но для того чтобы ответить на вопрос — тактовая частота процессора на что же она влияет, необходимо в первую очередь понять, что собой она представляет?

ВЛИЯНИЕ ТАКТОВОЙ частоты процессора на производительность?

Этот показатель говорит о количестве производимых процессором вычислений в одну секунду. Ну и естественно, что чем выше частота, тем больше операций в единицу времени может произвести процессор. У современных устройств этот показатель находится в пределах от 1 до 4 ГГц. Определяется он путем умножения базовой или внешней частоты на определенный коэффициент. Увеличить частоту процессора можно путем его «разгона». Мировые лидеры по производству этих устройств некоторые свои изделия ориентируют на возможный их разгон.

При выборе такого устройства важным показателем производительности является не только его частота. На это влияет также ядреность процессора.
В настоящее время практически не осталось таких устройств, которые имеют только одно ядро. Многоядерные процессоры полностью вытеснили с рынка своих одноядерных предшественников.

О ядерности и тактовой частоте

Начнем с того, что утверждение, что процессор имеет частоту равную общей суме этого показателя каждого из ядер не верное. Но почему многоядерный процессор лучше и эффективнее? Потому, что каждое из ядер производит свою часть общей работы, если это позволяет, обрабатывая процессором программа. Таким образом, ядреность значительно увеличивает производительность системы, в том случае если обрабатываемую информацию можно разделить на части. Но если это сделать невозможно, работает только одно ядро процессора. При этом общая его производительность равна тактовой частоте этого ядра.

В общем, если вам предстоит работа с графикой, статическим изображением, видео, музыкой многоядерный процессор как раз то, что необходимо. Но если вы игроман, то в этом случае лучше брать не сильно многоядерный процессор, потому что программисты могут и не предусматривать разделение программных процессов на части. Поэтому, для игр более мощный процессор подойдет лучше.

Об архитектуре процессора

Кроме этого, производительность системы зависит и от архитектуры процессора. Естественно, что чем короче путь сигнала от точки отправки до точки назначения, тем быстрее производится обработка информации. По этой причине процессоры от компании Intel работают лучше, чем от фирмы AMD, при одинаковой тактовой частоте.
Итоги

Таким образом, тактовая частота процессора — это его сила или мощь. Она влияет на производительность системы. Но при этом необходимо не забывать что этот параметр, кроме мощности, зависит от количества ядер и от архитектуры этого устройства. Выбирать процессор необходимо с учетом того, с чем ему в будущем нужно будет работать? Для игр лучше брать процессор помощнее, для всего остального подойдет многоядерный процессор с не очень большой тактовой частотой.