Влияние различных характеристик на быстродействие процессоров современных архитектур. Что такое тактовая частота процессора и на что она влияет

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!

Частота? ГГц? 2.6? Ghz?

С точки зрения технической, звучит определение так:

Тактовая частота — это количество произведенных тактов за определенное количество времени.

Для меня это тоже был темный лес, когда на первом курсе я писал это в тетрадке, учившись на программиста. Тогда я, как и многие сейчас вообще не понимал, что это означает и для чего это нужно?

Объясню на примеры, с ним будет легче разобраться, как это работает. Начнем.

Объяснение на примере

Давайте представим, что 1 удар по музыкальному барабану — это 1 такт у процессора. Берем для сравнения два барабана, по одному ударяют 120 раз в минуту, по второму ударяют 80 раз в минуту, будет очевидным, что частотность звука первого барабана выше и громче, чем у второго.

Для самостоятельного эксперимента можете взять в руку обычную пишущую ручку, засечь 10 секунд и сделать 10 ударов ребром от ручки по столу, а затем за тоже самое время сделать 20 ударов, итог будет тот же что и с барабанами.
Еще нужно понимать, что если у музыканта будет четыре барабана, вместо одного, то количество ударов не умножиться на кол-во барабанов, а распределяется на все, тем самым появятся более широкие возможности в проигрывании звуков.

Запомнить! Количество ядер не умножается на гигагерцы.

И именно поэтому, нигде в описаниях нет таких больших цифр, как 12Ghz или 24ГГц, ну и т. д. , если только в результатах оверклокинга, и то навряд ли.
В микропроцессоре за такт выполняется какое-то количество команд. То есть чем выше тактовая частота, тем больше выполненных команд за определенное количество времени происходит внутри микропроцессора.

Кстати, о том, что там внутри, вы можете узнать в статье — « », которая уже появилась на блоге. Дальше интересней, так что , чтобы всегда быть в курсе о появлении новых статей.

В чем измеряется и как обозначается

В гигагерцах или в мегагерцах, в сокращенном виде обозначается как — ГГц или МГц, Ghz или Mhz.

3.2 Ghz = 3200 Mhz — это одно и тоже, только в разных величинах.

На сайтах, в описании частота обозначается по разному. Примеры приведены ниже и выделены синим цветом.

Влияние в работе и играх

В работе за компьютером это параметр влияет на:

• производительность системы
• отзывчивость и быстроту работы
• вычислительную мощность
• выполнение нескольких запущенных задач в одно и тоже время
• и многое др.

Как влияет в играх? Напрямую зависит от того, сколько нужно мощности для игры. Производители рекомендуют использовать от 3,0Ггц и выше. Все зависит именно от самой игры и рекомендаций, которые к ней прилагаются. Где их смотреть? Можете почитать , в которой подробно я все рассказал.

Одна из моделей CPU, которая имеет самую большую тактовую частоту на момент написания статьи — это Intel i7−8700K.

Многие конечно считают, что это параметр не самый важный, но этот показатель напрямую влияет на производительность пк, поэтому если у вас есть возможность приобрести более высокую гигагерцовость, советую его рассмотреть.

На мой взгляд я бы рассматривал вот эти оптимальных моделей для различных задач:

• INTEL Pentium G5600
• AMD Ryzen 3 2200G
• INTEL Core i3 8100
• INTEL Core i5 8400
• INTEL Core i7 8700

Для каких задач они предназначены? Можете посмотреть в статье как , чтобы потом не пожалеть.

Цены не указываю, так как они всегда меняются, так что смотрите. Выбор за вами.

Надеюсь вам стало все понятно. На этом буду заканчивать. Чтобы оставаться в курсе о появлении новых, понятных и интересных статей на моем блоге , оставляйте комментарии, мне всегда интересно ваше мнение. Спасибо за внимание. До встречи в новых статьях.

Вам когда-нибудь было интересно как влияет частота процессора и количество его ядер на скорость работы антивирусных средств? В этом тестировании учавствуют 12 продуктов от 6 производителей.

1) ESET NOD32 Antivirus 4;
2) ESET NOD32 Smart Security 4;
3) Dr.Web Antivirus 6.0;
4) Dr.Web Security Space 6.0;
5) Kaspersky Antivirus 2011;
6) Kaspersky Internet Security 2011;
7) Avast! Pro Antivirus 6.0.1;
8) Avast! Internet Security 6.0.1;
9) AVG Anti-Virus 2011;
10) AVG Internet Security 2011;
11) Panda Antivirus Pro 2011;
12) Panda Global Protection 2011.

Для проведения тестирования необходим мощный компьютер с возможностью настройки тактовой частоты и возможностью отключения процессорных ядер. За номинальную конфигурацию я взял ПК на базе процессора Intel Core i7 930 с тактовой частотой 4400 MHz. Такую высокую тактовую частоту я выбрал для того, чтобы, насколько это возможно, увеличить производительность системы во избежание случая, когда все антивирусы покажут одинаковые результаты из-за нехватки ресурсов системы. Оперативная память, объём которой составляет 6 Гб, при такой частоте процессора функционирует на частоте 1600 MHz. Тактовая частота процессора вычисляется как произведение частоты шины на коэффициент умножения. Для тестирования частота будет изменяться только с помощью множителя. Это сделано для того, чтобы не было разницы из-за шины. Чем она выше – тем больше производительность. А при изменении множителя меняется только результирующая частота процессора, что и требуется для сравнения (ведь модели процессоров одной линейки отличаются, в основном, только множителем).

Операционная система – русская версия Windows 7 64-bit с предустановленным пакетом обновлений Service Pack 1. После установки ОС, произведена установки драйверов видеокарты. Драйвера на материнскую плату вшиты в дистрибутив Windows 7. Затем произведена установка дополнительного программного обеспечения для проведения тестирования: WinRar 4.0, MS Office 2003 SP3, Adobe Photoshop CS5 и пакет системных утилит WinSDK. После установки ПО, компьютер трижды перезагружается и выполняется дефрагментация жёсткого диска. После этого проводится тестирование ОС без установленных антивирусных программ:

1) Замеряется скорость загрузки ОС с помощью команды «xbootmgr -trace boot», которая корректно завершает работу сеанса, перегружает компьютер и выводит подробные графики после полной загрузки ОС. Эта команда доступна только после установки пакета WinSDK.
2) Замеряем время открытия текстового файла в MS Office. Для того чтобы разница была видна между «чистой» ОС и с установленным антивирусом, я взял файл формата *doc, размером 4.92 Mb, содержащим 1101 страницу и 1 847 739 знаков с пробелами.
3) Замеряем время открытия картинки в Adobe Photoshop CS5. Размер картинки – 95 Mb, разрешение – 16128х16095 пикселей.
4) Замеряем время распаковки архив с помощью WinRar. Этот тест симулирует установку приложений, потому что содержимое архива – библиотеки, исполняемые и текстовые файлы. Содержимое архива – папка system32, скопированная из только что установленной ОС Windows 7. Архив содержит папку, состоящую из 10095 элементов и которая занимает 2.48 Gb дискового пространства. Сам архив занимает 829 Mb (сжатие до 32%).
5) Замеряем время копирования папки из одного раздела в другой. Папка содержит в себе несколько установленных игр, общим объёмом 15 Gb. Эта папка содержит в сумме 167 вложенных папок. Общее количество файлов равно 5099.
6) Замеряем время сканирования папки объёмом 17.5 Gb, содержащей в сумме 15200 разных файлов (библиотеки, исполняемые, архивы и пр.).
7) Все пункты повторяются при тестировании системы с одним и с двумя активированными процессорными ядрами. Затем те же действия производятся с четырьмя активированными ядрами, но с разными тактовыми частотами - 2.4 и 3.6 GHz.
8) Каждым антивирусом сканируется архив, содержащий 66713 сигнатур. Этот тест проводится на номинальной конфигурации системы.

Перед тестированием каждого антивируса производится переустановка ОС с быстрым форматированием жёсткого диска. Снова устанавливаются все необходимые программы, проводятся перезагрузки и дефрагментация. Для корректного тестирования антивирусов на разных частотах и количествах ядер процессора, необходимо, чтобы количество копий тестируемых файлов было равно количеству тестов. И все эти файлы должны находиться в разных папках. Это необходимо для того, чтобы антивирус проверял открываемый файл или распаковывал архив, считая его новым, а не уже проверенным. Если же антивирус видит, что этот файл уже был проверен ранее, то он его попросту пропустит, чем сведёт результаты тестирования на нет. Подключение к интернету осуществлено посредством Wi-Fi. Скорость подключения – 15 Мбит/сек.

Результаты

Время загрузки операционной системы

images.netbynet.ru/imgs/d58499aaa43bebd18d3aaf2691e4b781.PNG

Время открытия документа

images.netbynet.ru/imgs/f4820220419226875e06fed15a38c494.PNG

Время открытия изображения

images.netbynet.ru/imgs/6659f3d77435336a21193ba1adfb775d.PNG

Время распаковки архива

images.netbynet.ru/imgs/6aa4735f77bfa4f10444e666cea59610.PNG

Время копирования папки с файлами

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

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

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

Можно ли сравнивать частоты разных процессоров

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

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

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

Что дает высокая частота процессора в смартфоне

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

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

Статьи и Лайфхаки

Любому владельцу смартфона хочется оценить, насколько крут его гаджет. Кому-то для этого достаточно цены, а кто-то хочет представить всё в цифрах, и в ход идут другие параметры.

Некоторые меряют производительность количеством ядер, другим милее частота.

Постараемся разобраться, на что же в действительности влияет тактовая частота чипсета смартфона, и можно ли ее учитывать, как некий абсолютный показатель производительности.

Что это такое вообще

И хотя в чипсетах всех смартфонов и большинства планшетов используется единственная архитектура ARM, не следует забывать, что она может быть разных поколений.

Корректно ли сравнивать частоты различных чипсетов?

Сравнивать частоты процессоров x86 и ARM вообще не имеет смысла: архитектура ARM заведомо менее производительна, поскольку при ее создании упор делался на энергосбережение.

С тем же успехом можно проводить сравнение продуктивности CPU и видеокарты. Если же говорить о сравнениях между ARM процессорами, то следует понимать несколько вещей.

Различные типы ядер, используемых производителями SoC, могут иметь разную продуктивность при одинаковой частоте. И здесь многое зависит не только от поколения (хотя и оно тоже критично, сравнивать Cortex-A7 с A72 просто смешно), но и в их назначении.

Технология ARM big.LITTLE предусматривает использование в одном чипсете двух кластеров ядер, один из которых характеризуется высокой производительностью, а второй – повышенной экономичностью. При этом тактовая частота у них может быть (а может и не быть) одинаковой.

Так что в лучшем случае можно сравнивать частоты чипсетов, имеющие один и тот же тип ядер. К примеру, сравнение SoC, построенной на Cortex-A53 с чипсетом на Cortex-A72 будет уже некорректным.

Почему может изменяться тактовая частота

Если задача не требует высокой производительности, система переключится на ядра с меньшей тактовой. Напротив, если будет запущено ресурсоемкое приложение, в дело вступят более высокочастотные.

Вторая причина именуется , и она напрямую связана с температурой устройства. При повышении температуры микросхемы включается алгоритм, понижающий частоту, причем не скачкообразно, а в соответствии с графиком изменения самой температуры.

Легко понять, что заявленная производителем SoC максимальная частота имеет мало общего с реальной, которая на самом деле будет иметь место при пользовании гаджетом.

Итог

Количественное сравнение чипсетов одного класса и поколения вообще не слишком оправдано: слишком много зависит от аппаратного «обрамления» и программного обеспечения.

Дополнительных факторов, воздействующих на результат оценки, настолько много, что говорить о чем-то можно разве что на уровне: « 1 ГГц – это мало, 3 ГГц – это много».

По большей части использование этой величины в спецификациях мобильных устройств носит маркетинговый характер, рассчитанный на не слишком искушенного покупателя.

Гораздо разумнее при выборе устройства пользоваться интегральными наподобие .

Они тоже не являются истиной в последней инстанции, но хотя бы позволяют получить несколько более актуальную картину продуктивности гаджета при выполнении тех или иных задач.

Если же говорить о сравнении процессоров различных платформ на основе их рабочей частоты – то это вообще полный нонсенс.