Тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора

Система команд процессора

Тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора

Быстродействие процессора — это одна из важнейших его характеристик, определяющая эффективность работы всей микропроцессорной системы в целом. Быстродействие процессора зависит от множества факторов, что затрудняет сравнение быстродействия даже разных процессоров внутри одного семейства, не говоря уже о процессорах разных фирм и разного назначения.

Выделим важнейшие факторы, влияющие на быстродействие процессора.

Прежде всего, быстродействие зависит от тактовой частоты процессора. Все операции внутри процессора выполняются синхронно, тактируются единым тактовым сигналом. Понятно, что чем больше тактовая частота, тем быстрее работает процессор, причем, например, двукратное увеличение тактовой частоты какого-то процессора снижает вдвое время выполнения команд этим процессором.

Однако надо учитывать, что разные процессоры выполняют одинаковые команды за разное количество тактов, причем количество тактов, затрачиваемых на команду, может изменяться от одного такта до десятков или даже сотен. В некоторых процессорах за счет распараллеливания микроопераций на команду тратится даже меньше одного такта.

Количество тактов, затрачиваемых на выполнение команды, зависит от сложности этой команды и от методов адресации операндов. Например, быстрее всего (за меньшее число тактов) выполняются команды пересылки данных между внутренними регистрами процессора. Медленнее всего (за большое число тактов) выполняются сложные арифметические команды с плавающей запятой, операнды которых хранятся в памяти.

Первоначально для количественной оценки производительности процессоров применялась единица измерения MIPS (Mega Instruction Per Second), соответствовавшая количеству миллионов выполняемых инструкций (команд) за секунду. Естественно, изготовители микропроцессоров старались ориентироваться на самые быстрые команды.

Понятно, что подобный показатель не слишком удачен.

Для измерения производительности при выполнении вычислений с плавающей запятой (точкой) чуть позже была предложена единица FLOPS (Floating point Operations Per Second), но она по определению узкоспециальная, так как в некоторых системах операции с плавающей запятой просто не используются.

Другой аналогичный показатель быстродействия процессора — время выполнения коротких (быстрых) операций. Для примера в таблице 3.1 представлены показатели быстродействия нескольких 8-разрядных и 16-разрядных процессоров. В настоящее время этот показатель практически не используется, как и MIPS.

Время выполнения команд — важный, но далеко не единственный фактор, определяющий быстродействие. Большое значение имеет также структура системы команд процессора.

Например, некоторым процессорам для выполнения какой-то операции понадобится одна команда, а другим процессорам — несколько команд. Какие-то процессоры имеют систему команд, позволяющую быстро решать задачи одного типа, а какие-то — задачи другого типа.

Важны и методы адресации, разрешенные в данном процессоре, и наличие сегментирования памяти, и способы взаимодействия процессора с устройствами ввода/вывода и т.д.

Существенно влияет на быстродействие системы в целом и то, как процессор “общается” с памятью команд и памятью данных, применяется ли совмещение выборки команд из памяти с выполнением ранее выбранных команд.

Таблица 3.1. Параметры некоторых процессоров.

Процессор80856800680008086Фирма

Разрядность

Количество команд

Тактовая частота, МГц

Время выполнения коротких операций, мкс

IntelMotorolaMotorolaIntel
881616
807261133
3185
1,320,50,4

Быстродействие системы в целом определяется также и разрядностью процессора. Например, 8-разрядный процессор будет медленнее пересылать и обрабатывать большие массивы данных, чем 16-разрядный процессор. Точно так же 16-разрядный процессор будет значительно медленнее работать с большими числами (большими, чем 65536), чем 32-разрядный процессор.

При высокой сложности решаемых задач быстродействие системы зависит и от общего объема системной памяти. Ведь если системной памяти мало, системе приходится сохранять данные во внешней памяти (например, на магнитном диске), а это очень сильно (на несколько порядков) замедляет работу. Так что разрядность шины адреса процессора тоже важна.

Поэтому количественные показатели производительности процессоров очень условны, они лишь косвенно характеризуют быстродействие системы на базе этого процессора.

Тем не менее, некоторые производители предлагают количественные показатели для своих процессоров, которые характеризуют время выполнения специально составленных тестовых программ, содержащих самые различные команды в тех или иных соотношениях.

Так, для сравнения производительности 32-разрядных процессоров фирма Intel, производящая процессоры для персональных компьютеров, в 1992 году предложила свою единицу измерения iCOMP Index (Intel COmparative Microprocessor Performance). Для вычисления этого показателя используется смесь 16- и 32-битных целочисленных команд, команд с плавающей точкой, команд обработки графики и видео.

В качестве базового взят процессор i486SX-25, чей индекс принят равным 100. В Таблице 3.2 приведены индексы iCOMP для некоторых процессоров фирмы Intel. Как видно из таблицы, за счет более развитой архитектуры процессоры семейства 486 всегда быстрее процессоров семейства 386, а любой Pentium быстрее любого процессора из семейства 486.

Тактовая частота (указана в таблице через черточку) определяет производительность только в пределах одного семейства. В 1996 году разработчиками Intel был предложен другой показатель — iCOMP Index 2.0, для вычисления которого не используются 16-разрядные команды, зато введен мультимедийный тест, а за базу взят Pentium-120, чей индекс принят равным 100. В таблице 3.

3 представлены эти показатели для некоторых типов процессоров Intel.

При этом надо учитывать, что измерения проводятся в составе системы, настроенной на максимальное быстродействие именно данных процессоров, и только самой фирмой Intel.

Ценность этих показателей и всех им подобных не слишком велика.

Для конкретного компьютера и разных процессоров величина показателя может предоставить вполне объективные данные, позволяющие оценить, например, целесообразность замены процессора на более мощный.

Но усредненность показателей iCOMP не позволяет точно сказать, как будет себя вести процессор в различных задачах, которые ориентированы на преимущественное использование разных типов команд.

Таблица 3.2. Индексы производительности iCOMP.

i486SX-25100i486DX4-100435
i386DX-3356Pentium-60510
i486SX-33136Pentium-100815
i486DX2-66297Pentium-1331110
Таблица 3.3. Индексы производительности iCOMP Index 2.0.

Pentium-10090Pentium MMX-166160
Pentium-120100Pentium MMX-233203
Pentium-150114Pentium Pro-200220
Pentium-200142Pentium II-266303

Точная оценка быстродействия процессора возможна только в составе конкретной системы при решении определенной задачи. Но все перечисленные здесь факторы можно и нужно учитывать при выборе процессора. А количественные показатели помогают сделать выбор.

Источник: https://intuit.ru/studies/courses/3/3/lecture/70?page=3

Почему нельзя использовать тактовую частоту процессора для сравнения производительности компьютера

Тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора

Покупаете новый компьютер? Не обращайте особого внимания на тактовую частоту процессора. «Скорость процессора» когда-то была простым, если не полностью точным способом сравнения производительности двух компьютеров — просто сравните ГГц — и этого было достаточно, чтобы понять, какой компьютер быстрее.

Современные процессоры более чем достаточно быстры для большинства основных задач, поэтому вам также стоит обратить внимание на другие вещи, когда дело доходит до сравнения производительности. Например, у компьютера есть SSD или более медленный магнитный жёсткий диск?

Почему нельзя просто сравнить тактовые частоты

Тактовая частота процессора измеряется в герцах — обычно в гигагерцах или ГГц. Тактовая частота ЦП — это мера того, сколько тактовых циклов ЦП может выполнять в секунду. Например, ЦП с тактовой частотой 1,8 ГГц может выполнять 1 800 000 000 тактовых циклов в секунду.

На первый взгляд это кажется простым. Чем больше тактов может выполнить ЦП, тем больше вещей он сможет сделать, верно? Одновременно и да и нет.

С одной стороны, тактовые частоты полезны при сравнении аналогичных процессоров в одном семействе. Например, предположим, вы сравниваете два процессора Intel Haswell Core i5, которые различаются только тактовой частотой. Один работает на частоте 3,4 ГГц, а другой — на частоте 2,6 ГГц.

В этом случае процессор с частотой 3,4 ГГц будет работать на 30% быстрее, когда они оба будут работать на максимальной скорости. Это правда, потому что в остальном процессоры такие же.

Но вы не можете сравнивать тактовую частоту процессора Haswell Core i5 с другим типом процессоров, например с процессором AMD, процессором ARM или даже более старым процессором Intel.

Поначалу это может показаться неочевидным, но на самом деле это происходит по очень простой причине. Современные процессоры становятся намного эффективнее. То есть они могут выполнять больше работы за такт.

Например, Intel выпустила процессоры Pentium 4 с тактовой частотой 3,6 ГГц в 2006 году. На конец 2013 года новейшие, самые быстрые процессоры Intel Haswell Core i7 работали с тактовой частотой 3,9 ГГц с завода.

Означает ли это, что производительность процессора за семь лет улучшилась лишь незначительно? Нет, не означает!

Процессор Core i7 может просто делать гораздо больше за каждый такт. Важно смотреть не только на тактовые циклы, но и на объем работы, которую ЦП может выполнять за тактовый цикл.

При прочих равных условиях меньшее количество тактовых циклов при большем объёме работы лучше, чем большее количество тактовых циклов при меньшем — меньшее количество тактовых циклов означает, что ЦП требует меньше энергии и выделяет меньше тепла.

Кроме того, в современных процессорах есть и другие улучшения, которые позволяют им работать быстрее. Это включает дополнительные ядра ЦП и больший объем кэш-памяти ЦП, с которой ЦП может работать.

Динамическая регулировка тактовой частоты

Современные процессоры также не имеют фиксированной скорости, особенно ноутбуки, смартфоны, планшеты и другие мобильные процессоры, где энергоэффективность и выделение тепла являются серьёзными проблемами.

Вместо этого ЦП работает на более низкой скорости в режиме ожидания (или когда вы не делаете слишком много) и на более высокой скорости под нагрузкой. ЦП динамически увеличивает и снижает свою скорость при необходимости.

При выполнении чего-либо требовательного ЦП увеличит свою тактовую частоту, выполнит работу как можно быстрее и вернётся к более низкой тактовой частоте, что позволяет ему экономить больше энергии.

Так что, если вы покупаете ноутбук, вам тоже стоит подумать об этом. Имейте в виду, что охлаждение также является важным фактором — процессор в ультрабуке может работать на максимальной скорости только определённое время, а затем в любом случае перейдёт на более низкую скорость, потому что он не может должным образом охлаждаться.

Из-за перегрева ЦП не всегда может поддерживать максимальную скорость.

С другой стороны, компьютер с точно таким же процессором, но с лучшим охлаждением может иметь лучшую и более стабильную производительность на максимальных скоростях, если он может сохранять процессор достаточно холодным, чтобы работать на этих максимальных скоростях дольше.

Другие вопросы, связанные с оборудованием, особенно твердотельные накопители

Связанная статья: Что такое твердотельный накопитель (SSD) и нужен ли он?

Другое оборудование также очень важно, когда дело касается общей производительности вашего компьютера.

Например, большинство пользователей компьютеров, вероятно, будут рассматривать компьютер с твердотельным диском быстрее, чем компьютер с традиционным магнитным жёстким диском при нормальном использовании, даже если компьютер с традиционным магнитным жёстким диском имеет процессор, который работает лучше. Доступ к жёсткому диску — серьёзное препятствие для производительности. Есть ли у компьютера SSD, вероятно, будет более важным вопросом, чем скорость его процессора.

Конечно, твердотельные накопители — не единственное важное оборудование.

Наличие большего объёма оперативной памяти позволит вам выполнять больше задач одновременно без постоянной обмена данными с файлом подкачки вашего компьютера, а более мощная видеокарта улучшит игровую производительность ПК больше, чем более быстрый процессор.

С другой стороны, если все, что вам нужно, – это просматривать веб-страницы, смотреть видео и работать с документами, более быстрая видеокарта или даже больший объем оперативной памяти выше определённого уровня не будут заметны.

Как сравнить производительность компьютера

Вы не можете просто посмотреть на скорость процессора и узнать, какой компьютер быстрее или насколько быстрее он будет в реальном мире. Большинство людей также не обязательно заметят улучшение производительности процессора выше определённого уровня.

Например, MacBook Air или аналогичный ультрабук оснащён более медленным процессором Intel Haswell Core i5, который предназначен для экономии энергии и максимальной прохлады.

Однако, если вы просто хотите просматривать веб-страницы, слушать музыку, смотреть видео и работать с документами, ЦП вполне может быть достаточно быстрым, чтобы вы не заметили разницы между ним и значительно более быстрым ЦП настольного класса.

Не только тактовая частота процессора не критична, но и производительность самого процессора становится менее критичной.

С другой стороны, если вы планируете запускать несколько виртуальных машин, выполнять 3D-моделирование и играть в новейшие компьютерные игры, вам может быть важнее производительность.

Перед покупкой ноутбука (или даже процессора для настольного компьютера) стоит посмотреть фактические тесты, чтобы увидеть, как процессор работает по сравнению с другими процессорами в реальном мире. Фактические тесты — единственный действительно надёжный способ сравнить производительность компьютера и процессора.

Когда речь идёт о современном ноутбуке, скорость — важно также и время автономной работы. Если ноутбук работает достаточно хорошо для вас, вероятно, лучше иметь более медленный процессор с лучшим временем автономной работы, чем более быстрый процессор, которого вы не заметите.

Если вам важна скорость процессора в ноутбуке, то ключевым фактором является охлаждение. Ноутбуки с абсолютно одинаковыми моделями процессоров могут показывать очень разную производительность, если в одном из них процессор перегревается, а в другом компьютер справляется с охлаждением. Ультра портативные модели, как правило, охлаждаются хуже и менее производительны.

Источник: https://ZaWindows.ru/%D0%BF%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BC%D1%83-%D0%BD%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B7%D1%8F-%D0%B8%D1%81%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%83%D1%8E/

Как узнать скорость работы (производительность) процессора

Тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора
Разные модели процессоров работают по разному. Один процессор работает медленно и комп поэтому тормозит, другой процессор работает быстро и комп летает. Но как скорость работы процессора определять не в абстрактных категориях быстро/медленно а в абсолютных единицах?

Во-первых определимся с терминами


Вместо “скорость работы процессора” правильней говорить “производительность процессора”. Производительность означает кол-во операций, выполняемых процессором за единицу времени. Чем больше процессор выполняет операций за единицу времени, тем он “быстрее” и соответственно производительней. Чем меньше операций процессор выполняет за единицу времени, тем он менее производительный и соответственно более тормознутый.

Зачем нужно знать производительность процессора?

Производительность процессора нужно знать для оценки состояния компьютера и принятии решения о его модернизации. Например, нам кажется, что комп работает медленно. Нужно принять решение: просто заменить процессор на материнской плате или купить новый системный блок целиком. Кроме того может оказаться, что процессор у нас отличный, тормозить из-за него комп не может, значит тормоза не из-за проца а по какой-то другой причине(перегрев, вздувшиеся конденсаторы, вирусы в системе и т.д.)

Есть правильные и неправильные способы определить производительность процессора

Самый распространенный и при этом неправильный способ- определять производительность процессора по тактовой частоте.Единственный правильный способ- измерить производительность с помощью специальных тестов. При этом самому тестировать ничего не надо, все уже сделано другими товарищами и выложено в интернет, нужно просто знать где смотреть.
Почему неправильно определять производительность по частоте процессора?

Потому что частота процессора это только одна из характеристик процессора, при том сейчас уже не самая главная. Сравнивать процы только по тактовой частоте это как сравнивать самолеты только по длине крыльев. Но когда-то, до начала 2000-х, действительно производительность прямо равнялась частоте процессора. Кто имел дело с компами того поколения знает, что Пентиум 300 МГц работал значительно быстрее Пентиума 166 МГЦ, а Пентиум 800 МГц работал еще быстрее. Потому никто не заморачивался и все определяли производительность в частоте.Тем более, что процессоры тогда и назывались тупо по мегагерцам: Pentium 166 MHz, K6-2 333 MHz и т.д. Потом все изменилось. Разработчики развивали внутреннюю архитектуру процессоров и смогли делать их более быстрыми не только за счет поднятия тактовой частоты. Т.е. тактовая частота уже перестала быть главным критерием при оценке скорости работы процессора. Этот факт стал отражаться и в названиях процессоров. Т.к. народ уже привык к тому, что тактовая частота= производительность= название процессора и перестроиться сразу на новые рельсы было сложно(а вернее убыточно для производителя-новатора), хитрые маркетологи стали обзывать новые модели процессоров некими числами. Эти числа значали что-то вроде “как наш процессор с маленькой частотой работал еслиб вместо улучшения его архитектуры мы тупо повысили частоту”. Но все потребители думали, что эти цифры- мегагерцы. Посмотрим на названия процессоров этого слома эпох. Вот процессор AMD Athlon XP 1900+. Все по привычке думали, что цифра “1900”  означает тактовую частоту, но на самом деле тактовая частота у него была 1600 МГц. У Athlon 2500+ Barton тактовая частота была уже 1833 МГц. Неразберихи добавляло то, что фирма Интел упорно продолжала называть свои процессоры по частоте и, например, проц Intel Pentium-4 2.4 GHz имел тактовую частоту 2.4 GHz. К середине 2000-х подобная система наименований перестала устраивать уже всех и производители перешли в названиях просто на индексы, рассмотреть в которых мегагерцы стало невозможным: Intel D815, Intel E1500, AMD X2 250, Intel T2350 и т.д.Новые названия как бы шепчут нам “забудь про частоту, это напускное, не главное, гляди в суть”. А суть теперь стала состоять в том, что тактовая частота мало о чем говорит.Например, тот же Pentium-4 2.4 GHz c тактовой частотой 2.4 ГГц работает в 3.5 раза медленнее, чем Intel E1200 с тактовой частотой 1.6 ГГц. Вот почему когда мне говорят про свой домашний комп, что “у процессора частота 2.2 ГГц”, это для меня ниочём, я не могу никак оценить производительность и дать совета. До сих пор заблуждение о том, что тактовая частота равна производительности столь велико, что не только обычные пользователи но даже некоторые компьютерщики  продолжают тупить по старинке.

Как правильно определить производительность процессора?

Производительность процессора правильно определять в единицах производительности, расчитанных с помощью специальных тестовых программ. Есть много сайтов, где приведены результаты таких тестов в различных тестовых программах для каждой модели.

Лично мне больше всего нравится сайт cpubenchmark.net. Кажется, там наиболее полная база данных по тестам процессоров с использованием программы PassMark.

Что бы узнать производительность процессора, достаточно на сайте сверху в строке поиска набрать модель процессора и перейти по результату поиска.

Для примера найдем производительность процессора E1500:

Производительность E1500 равна 1148 баллам согласно рейтингу программы PassMark.Тут же для удобства- кратенькая табличка для оценки тестируемого процессора относительно других моделей. Где-то на сайте есть и полная таблица со всеми процессорами.

Определяем состояние компьютера- виноват процессор или нет

Находим название модели процессора в свойствах системы:
Вот у меня процессор E5400. Дальше находим производительность этого процессора на сайте cpubenchmark.net: 1608 баллов.

Много это или мало? Как я уже писал в Апгрейд процессора на материнской плате Socket 775, сейчас для комфортного домашнего и офисного использования(без крутых игрушек) с Windows 7 достаточно процессора с производительностью от 1500 баллов.

Процессором с производительностью не менее 900 баллов в Win7 пользоваться еще терпимо.

Если производительность меньше 900 баллов(на сейчас, на февраль 2016-го), то я бы советовал использовать только WinXP.

Поэтому если комп с процессором E5400 сильно тормозит в Win7, проблема не в процессоре а в чем-то другом. Чаще всего в вирусах и глюках операционной системы, реже- в перегреве материнской платы.

Например, был недавно на одной фирме и там аномально тормозит комп с E6550 (1501 балл) и 2 Гб оперативки, при чем тормозит в Win XP. Ясно, что проблема не в устаревшем оборудовании а в чем-то другом и вместо покупки нового компьютера достаточно вылечить старый.

Определяем возможность апгрейда процессора

Бывает так, что производительность процессора объективно низкая, скажем 400 баллов, нас совсем не устраивает и мы хотим поставить более шустрый процессор. Имеет ли смысл ставить другой процессор или придется покупать весь набор материнская плата+проц+оперативка? Тут все зависит от сокета процессора и модели материнской платы. Алгоритм принятия решения будет такой:1. Определяем модель нашей материнской платы с помощью программы Everest или Aida64, там же определяем сокет процессора.2. Находим список поддерживаемых процессоров данной МП. Я обычно ищу через гугл по запросу ” cpu support”.
3. Определяем производительность этих процессоров.4. Если производительность самых производительных процов для нашей МП ниже 1000-1500 баллов, менять процессор смысла нет и нужно заменить весь набор МП+проц+ОЗУ. Если МП поддерживает процы с производительностью 1000-1500 баллов и выше, проводим замену только процессора.

Подробнее на примере материнских плат с сокет 775 я писал тут: Апгрейд процессора на материнской плате Socket 775

Вот случай из моей практики месячной давности: есть СБ с процессором AMD Sempron 2600+, у него производительность 373 балла- никуда не годится. Нужно ставить более быстрый.

По указанному выше алгоритму определил, что МП имеет сокет 754 и поддерживает максимальный процессор Athlon64 3700+ c 597 баллами.Вывод- менять шило на мыло смысла нет, поменял весь набор МП+проц+ОЗУ на бюджетное б/у с процессорм E6550. На ближайшие годы хватит. В любом случае нужно знать производительность процессора, это может сэкономить деньги при обслуживании своего компьютера. страницаО себеО блогеКонтакты▼ “,”author”:”Перцух Алексей”,”date_published”:”2016-01-13T00:00:00.000Z”,”lead_image_url”:”https://3.bp.blogspot.com/-FMQak3mudLM/Vr7o70SIVlI/AAAAAAAACbA/X0BFEA-vaiw/w1200-h630-p-k-no-nu/cpu.jpg”,”dek”:null,”next_page_url”:”http://www.comp-man.info/?m=1″,”url”:”http://www.comp-man.info/2016/02/speed-cpu.html”,”domain”:”www.comp-man.info”,”excerpt”:”Блог компьютерщика: случаи из практики, компьютеры, автоматизация”,”word_count”:1145,”direction”:”ltr”,”total_pages”:2,”pages_rendered”:2}

Источник: http://www.comp-man.info/2016/02/speed-cpu.html?m=1

Тест с ответами: “Процессоры”

Тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора

1. Микропроцессор предназначен для:а) управления работой компьютера +б) ввода информации в ЭВМ

в) обработки текстовых данных

2. Микропроцессор предназначен для:а) ввода информации в ЭВМб) обработки данных +

в) ввода информации в ЭВМ и вывода ее на принтер

3. Назначение процессора:а) выполнять арифметико-логические операцииб) подключать периферийные устройства к магистрали

в) выполнять команды одной программы в данный момент +

4. Разрядность процессора:а) определяет размер обработки данных за один такт, которыми процессор обменивается с оперативной памятью +б) определяет размер обработки данных за два такта, которыми процессор обменивается с оперативной памятью

в) определяет размер обработки данных за три такта, которыми процессор обменивается с оперативной памятью

5. Функции процессора состоят в:а) подключении ЭВМ к электронной сетиб) выводе данных на печать

в) обработке данных, вводимых в ЭВМ +

6. Микропроцессор-это:а) устройство для хранения той информации, которая часто используется в работеб) интегральная микросхема, которая выполняет поступающие на её вход команды (например, вычисление) и управляет работой машины +

в) устройство для вывода алфавитно-цифровых данных

7. Основные принципы функционирования ЭВМ сформулировал:а) Паскальб) Беббидж

в) Джон Фон Нейман +

8. Единицей измерения тактовой частоты является:а) Мгц +б) Секунда

в) Мбайт

9. С увеличением тактовой частоты микропроцессора:а) быстродействие компьютера не изменяетсяб) быстродействие понижается

в) повышается его быстродействие +

10. В состав логической схемы компьютера не входит:а) устройство управленияб) системная шина данных +

в) адресуемая память

11. Центральный процессор выполняет функции:а) арифметические операции +б) осуществляет передачу данных устройствам компьютера

в) хранит активные программы и данные

12. Центральный процессор выполняет функции:а) хранит активные программы и данныеб) логические операции +

в) осуществляет физическое управление устройствами

13. Одной из основных характеристик процессора является:а) модель +б) скорость обращения к внешним устройствам

в) скорость обращения к внутренним устройствам

14. Одной из основных характеристик процессора является:а) разрядность адресной шиныб) объем оперативной памяти

в) тактовая частота +

15. Одной из основных характеристик процессора является:а) разрядность +б) объем оперативной памяти

в) разрядность адресной шины

16. Тактовая частота определяет:а) количество одновременно передаваемых данныхб) быстродействие процессора +

в) размер обрабатываемых данных

17. Тактовая частота:а) обмен информацией между процессором и внутренней памятьюб) диапазон адресов, к которым может обратиться процессор, используя адресный код

в) количество элементарных операций выполняемых компьютером за одну секунду +

18. Разрядность адресной шины определяет:а) количество и скорость одновременно передаваемых данныхб) объем адресуемой оперативной памяти и быстродействие процессора +

в) быстродействие процессора

19. Дж. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в:а) 1976 годуб) 1956 году

в) 1946 году +

20. Конвейерная архитектура была введена в центральный процессор с целью повышения:а) температурыб) быстродействия +

в) оперативной памяти

21. Конвейер микропроцессора с архитектурой MIPS-I содержит … стадии:а) четыре +б) три

в) пять

22. Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе:а) двухъядерный процессорб) многоядерный процессор +

в) моноядерный процессор

23. Использование дополнительной быстродействующей памяти для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти:а) запасб) архив

в) кэширование +

24. Для цифровой обработки сигналов, особенно при ограниченном времени обработки, применяют специализированные высокопроизводительные … микропроцессоры:а) указательныеб) сигнальные +

в) видимые

25. С технологией изготовления процессора тесно связана(о):а) памятьб) мощность

в) его энергопотребление +

26. Для теплоотвода от микропроцессоров применяются:а) активные вентиляторыб) пассивные радиаторы +

в) специальные воздухоприемники

27. Для теплоотвода от микропроцессоров применяются:а) активные кулеры +б) пассивные вентиляторы

в) технологические отверстия

28. Для измерения температуры микропроцессора, обычно внутри микропроцессора, в области центра крышки микропроцессора устанавливается:а) градусникб) термометр

в) датчик +

29. Каждый микропроцессор имеет определенное число элементов:а) памяти +б) строения

в) архива

30. Устройство управления вырабатывает необходимые управляющие сигналы для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через:а) внутренние шиныб) внешние шины +

в) внешнюю память

Источник: https://liketest.ru/informatika/test-s-otvetami-processory.html

Производительность процессора и в чем она измеряется

Тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора

Добрый день, уважаемые гости и постоянные посетители моего блога. Сегодня мы поговорим об одной наболевшей теме, а именно о скорости или в чем измеряется производительность процессора.

Сразу хочется сказать, что это не частота на ядро, как было принято ранее, а совокупность сразу нескольких математических величин, именуемых как FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) – внесистемная единица производительности.

От чего зависит вычислительная мощность компьютера, и стоит ли обращать внимание на частотный показатель? Во всем этом мы и постараемся разобраться.

Откуда ноги растут

Довольно часто в интернете можно встретить споры о том, что «Intel тащат за счет большей частоты ядер». Иными словами, частотный параметр ставится во главу стола, а остальные нюансы (количество потоков, размер кэша, работа с определенными инструкциями и техпроцесс) почему-то забываются.

Примерно до начала 2000‑х годов подобное сравнение имело место быть, поскольку характеристики центрального чипа и его скорость упирались именно в частоту. Достаточно вспомнить следующие названия:

  • Pentium 133 и 333;
  • Pentium 800 и т.д.

А потом ситуация резко изменилась, поскольку разработчики стали уделять больше времени строительству внутренней архитектуры чипов, добавляя кэш-память, поддержку новых инструкций, способов вычисления и прочих элементов, которые увеличивают производительность без повышения той самой частоты.На арене появились новые критерии скорости:

  • кэш-память;
  • частота шины данных;
  • разрядность.

Т.е. определить возможности чипа, опираясь на один лишь частотный потенциал, стало практически невозможно.

Что влияет на производительность современных процессоров?

Итак, давайте знакомиться с понятиями, которые характеризуют работу процессора, скорость вычислений и все прочие параметры.

Разрядность – определяет размер обработки данных за такт. На данный момент существуют как 32-битные, так и 64-битные варианты. Представим, что размер данных – 1 байт (8 бит). Если чип вычисляет 4 байта информации за прогон – он 32-битный, если 8 байт – 64-битный.

Логика элементарна до безобразия: при сравнивании 2 ЦП с идентичной частотой и разной разрядностью победит тот, который обладает 64-битным набором логики (разница колеблется от 10 до 20%).

Техпроцесс (литография) – количество транзисторов, размещенных на кристалле. Чем их больше – тем выше мощность, частоты, разгонный потенциал и ниже температура под нагрузкой. Процесс измеряется в нанометрах и на данный момент Компаниями Intel и AMD успешно освоены ЦП на техпроцессе 14 и 12 нм соответственно.

Кэш-память – массив сверхскоростной и эффективной ОЗУ внутри чипа, которая отвечает за основные вычисления и обмен готовыми результатами операций с оперативной памятью ПК и прочими компонентами системы. От объема кэша зависит скорость и работоспособность компьютера.

Если у вас на руках 2 модели с идентичными частотами и техпроцессом, лучше будет та, у которой кэш третьего уровня (L3) выше, или вообще присутствует.

Рабочая температура – показатель, который напрямую влияет на производительность. Если вы решили разогнать чип, и он дошел до своего предела относительно температур – ЦП либо начнет троттлить, либо отключится, вызвав перезагрузку компьютера.

Но не стоит злоупотреблять работоспособностью процессора на максимально возможных температурах – кристалл довольно быстро откажет и начнет разрушаться.Системная шинаи множитель – отвечают за разгон частот. Если вы хотите заняться оверклокингом, то множитель должен быть разблокирован на камне.

Более того, делается это только на соответствующей материнской плате с чипсетом Z370 (Intel Coffee Lake) или B350, X370/X470 (AMD Ryzen).

Потенциал «разгоняемого» камня значительно выше, а потому данная покупка имеет большую ценность на будущее, да и запас прочности кристалла будет существенно выше.

Наличие встроенного графического процессора – дополнительное ядро, ответственное за графические вычисления и дополнительные задачи, связанные с обработкой изображений. Зачастую это полноценный GPU, который, правда, не имеет собственной оперативной памяти и черпает ее из ОЗУ компьютера.

Наличие вспомогательного ядра, пусть и специализированного, существенно повышает общую шустрость кристалла, обеспечивая большую производительность в сравнении с обычными процессорами.

Количество физических ядер – определяет не только скорость обработки информации, но и количество одновременно выполняемых задач, с которыми ЦП может справляться без потери мощностей и троттлинга. Здесь ситуация весьма нестандартная по нескольким причинам:

  • большинство рабочих и офисных приложений задействуют от 1 до 4 ядер, а потому здесь на первое место выходит как раз частота чипа;
  • профессиональные приложения, способные использовать абсолютно все рабочие ядра, получают отличную возможность развернуться на полную катушку, обеспечивая высокую скорость работы.

Поддержка многопоточности (Hyper-Threading или SMT) – виртуальное удвоение вычислительных ядер для более грамотного распараллеливания задач в процессе работы.

Грамотное определение производительности

Предположим, что вы более-менее разобрались в ситуации, но все равно не можете понять, какой из процессоров лучше? Возьмем ту же ситуацию с Intel Core i7 8700k, который вполне реально разогнать до 4,9 ГГц на воздушном охлаждении, и AMD Ryzen 7 2700X и его 4,3 ГГц в режиме оверклокинга.

Казалось бы – выбор в пользу «синих» очевиден, но на практике «красный» лагерь рвет и мечет.И вот тут уже на помощь приходят те самые бенчмарки, тесты и сравнения двух популярных моделей в реальных рабочих приложениях и синтетике.

Одним из наиболее наглядных вариантов выступает бенчмарк Cinebench r15, который показывает статистику модели как в стоке, так и под несколькими видами разгона:

  • автоматический;
  • ручной;
  • экстремальный (издевательства оверклокеров под жидким азотом).

Много полезной информации можно найти на профильных -каналах и ресурсах типа Sisoftware Sandra

Итоги

Как вы поняли из вышесказанного, тактовая частота – далеко не самый главный показатель мощности процессора, хоть и является основным. Производительность чипа зависит от совокупности нескольких величин, да и пользователь должен четко понимать, для каких целей используется тот или иной ЦП.

Очень надеюсь, что данный материал помог прокачать ваш скилл компьютерной грамотности, которым вы теперь можете поделиться с друзьями и знакомыми, когда речь зайдет о производительности системы и факторов на нее влияющих.

Обязательно прочтите другие наши публикации, в которых мы подробно описываем важные аспекты при выборе процессора. Следите за обновлениями блога, чтобы не пропустить новые интересные материалы. пока.

С уважением, автор Андрей Андреев.

Источник: https://infotechnica.ru/pro-kompyuteryi/o-protsessorah/proizvoditelnost-i-v-chem-ona-izmeryaetsya/

Тактовая частота процессора и быстродействие компьютера

Тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора

Процессор является пожалуй наиболее важной комплектующей частью компьютера, ведь именно он выполняет обработку данных.

К одной из наиболее важных характеристик является тактовая частота процессора, которая указывает на количество выполняемых операций за одну секунду.

Однако подобное определение для этого параметра довольно скудное, чтобы понять на самом деле его важность, поэтому постараемся более подробно разобраться в этом вопросе.

Научное определение тактовой частоты звучит следующим образом: это количество операций, которые могут обрабатываться в течение одной секунды и измеряется в Герцах.

Но почему, скажут многие, за основу была принята именно эта единица измерения? В физике эта величина отображает количество колебаний за определенный промежуток времени, здесь же по сути все идентично, только вместо колебаний рассчитывается количество операций, то есть повторяющаяся величина за определенный интервал времени.

Если говорить конкретно о процессорах, то в нем производятся не идентичные операции, здесь рассчитываются  всевозможные параметры. Ну а соответственно их суммарное количество и является тактовой частотой.

Сейчас технические возможности процессора находятся на высочайшем уровне, поэтому величина Герц не используется, а здесь более приемлемо использовать мегагерцы или гигагерцы. Этот шаг предпринят потому, чтобы не дописывать огромное количество нулей, тем самым упрощая восприятие человеком величины (см. таблицу).

Каким образом рассчитывается тактовая частота?

Для того, чтобы это понять, необходимо хоть чуть-чуть разбираться в физике, однако постараемся раскрыть тему «человеческим» языком, чтобы этот вопрос был понятен любому пользователю. Для понимания этого сложного вычислительного процесса, необходимо привести список комплектующих процессора, которые так или иначе влияют на этот параметр:

  • тактовый резонатор – изготовлен из кристалла кварца, который размещается в специальной защитной оболочке;
  • тактовый генератор – деталь, которая совершает преобразование колебаний в импульсы;
  • шина данных.

Вследствие подачи напряжения на тактовый резонатор, он образует колебания электрического тока.

Далее эти колебания передаются на тактовый генератор, который преобразовывает их в импульсы. Посредством шины данных, производится их передача, а результат вычислений уже подается непосредственно пользователю.

По такой методике и выполняется расчет тактовой частоты. И хоть все вроде бы предельно понятно, множество людей неправильно воспринимают эти вычисления, а соответственно и интерпретация ошибочна. Прежде всего это связано с тем, если процессор имеет не одно ядро, а несколько.

Каким образом тактовая частота связана с ядрами?

По сути, многоядерный процессор ничем не отличается от одноядерного, кроме того, что в нем содержится не один тактовый резонатор, а два и более. Для совместной работы они соединяются дополнительной шиной данных.

И именно здесь происходит заблуждение людей: тактовая частота нескольких ядер не суммируется.

Просто при обработке данных производится перераспределение нагрузки на каждое из ядер, но это совершенно не обозначает, что это будет выполняться строго пропорционально, да и скорость обработки от этого не увеличивается.

Для примера, существуют некоторые игры, в которых разработчики вовсе не допускают возможность перераспределения нагрузки по ядрам и игрушка работает лишь на одном.

Для примера рассмотрим случай с четырьмя пешеходами. Они идут максимально возможным шагом, рядом друг с другом и кто-то из них несет тяжелую ношу. Если он начинает уставать, другой может взять эту поклажу, чтобы не терять скорость, но при этом они не станут в целом идти быстрее и раньше достичь конечной точки, ведь все и так передвигаются на пределе своих возможностей.

Кстати говоря, при покупке нового процессора, количество ядер конечно же играет роль.

Да и производители стали устанавливать все большее их количество, но при этом следует помнить, что шина данных может банально не справляться и производительность может не то, что увеличиться, а и значительно уступать процессорам с меньшим количеством ядер.

Например, в данный момент компания Intel выпускает процессоры I7, в которых может быть размещено всего два ядра, при этом он будет обрабатывать данные гораздо быстрее, чем даже восьми ядерными (как правило данная компания и не выпускала моделей с таким количеством ядер, процессоры AMD действительно бывают и десяти ядерными). Разработчики просто делают упор не только на увеличении тактовой частоты, но и на архитектуре процессора в целом. Это может касаться, как увеличения шины данных между тактовыми резонаторами, так и других аспектов.

Источник: http://bezwindowsa.ru/moya-zhizn/taktovaya-chastota-protsessora.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.