Co je rychlost procesoru?
Rychlost CPU nebo rychlost centrální procesorové jednotky v počítači je v podstatě rychlost, při které počítač může provádět výpočty, které jsou do něj dodávány prostřednictvím instrukcí softwarového programu načtených do těkavé paměti s náhodným přístupem (RAM). Rychlost procesoru je omezena počtem tranzistorů zabudovaných do procesoru, paralelním připojením k jiným procesorům, kapacitou sběrnice pro přenos dat z CPU do paměti a dalšími hardwarovými specifikacemi. Většina procesorů má také své vlastní paměťové registry pro lokální provádění výpočtů jádra, aniž by je musela přenášet přes sběrnici do jiné hardwarové komponenty a zpět.
Počítačové procesory na současných systémech jsou schopné pracovat tak rychlým tempem, že omezení výkonu ve většině osobních počítačů jsou mnohem více vázána na úzký profil kapacity sběrnice. Množství dostupné RAM a návrh softwaru, který přistupuje k systému, jsou také kritičtější než skutečný výkon CPU samotného. Vícevláknová kapacita v návrhu CPU je dalším klíčovým faktorem rychlosti, což je schopnost CPU provádět více úloh ve sdíleném prostředí provádění na CPU, takže během operací programu musí být uloženo a načteno méně informací z paměti.
Hobbyists často změní to, co je známé jako hodinová rychlost na CPU, přetaktováním zařízení. Součástí toho, co určuje rychlost CPU na počítači, je jeho taktovací frekvence nebo taktovací rychlost, což je počet hodinových cyklů, na základě interních hodin počítače, které CPU potřebuje provést jednu instrukci. Identické procesory mohou mít mnohem rozdílné rychlosti výkonu, pokud je jeden taktován, například pro přidání dvou čísel dohromady v 10 cyklech, kde druhý procesor provede stejný výpočet ve 2 hodinových cyklech.
Zatímco přetaktování CPU počítače jej odstraní ze synchronizace s rychlostí sběrnice, může výrazně zvýšit výkon CPU u starších systémů, které byly vylepšeny novými architekturami sběrnice. Novější procesory však nebudou mít prospěch ze změn rychlosti hodin, protože již fungují na úrovni daleko nad úrovní paměti sběrnice a počítače. S rychlostí CPU ve více gigahertzových rozsazích jsou prováděny miliardy výpočtů za sekundu. Procesor 2,4 gigahertz tedy může spouštět 2,4 miliardy výpočtů za sekundu, zatímco typická 32bitová nebo 64bitová sběrnice periferních komponent (PCI) bude běžet v rozsahu 127–508 megabajtů (miliony bytů) za sekundu.
Dalším omezujícím faktorem pro rychlost procesoru, ať už přetaktovanou nebo ne, je schopnost celého počítačového systému odvádět teplo od procesoru, protože zvýšené teplo vytváří tepelnou bariéru pro přenos elektrických signálů v polovodičovém tranzistoru pole-polovodičový polní efekt ( MOSFET) návrhy CPU. Rychlejší procesory vyžadují vyšší příkon energie, což se promítá do vyšší výroby tepla. Chladiče, které fungují jako mini-radiátory, jsou zabudovány na povrchu procesorů, aby odváděly teplo vedením, a systémy ventilátoru uvnitř skříně počítače jej přenášejí i konvekcí.
Běh několika procesorů paralelně pro sdílení výpočtů dat na jednom počítači je nyní běžným přístupem pro většinu počítačů ke zvýšení rychlosti procesoru. U vyspělých systémů je chlazení kapalinou také spojeno s cílem udržet CPU na stabilním nastavení teploty. Velmi pokročilé superpočítače používají tisíce procesorů pracujících paralelně a jsou chlazeny kapalným dusíkem nebo kapalným heliem na teploty kolem -452 ° Fahrenheita (-269 ° C), s hodinovými rychlostmi přesahujícími 500 gigahertzů nebo 500 miliard výpočtů za sekundu.