Wat is CPU-snelheid? (met foto's)
CPU-snelheid, of de snelheid van de centrale verwerkingseenheid in een computer, is in wezen de snelheid waarmee de computer berekeningen kan uitvoeren die eraan worden doorgegeven via software-programma-instructies die zijn geladen in vluchtig willekeurig toegankelijk geheugen (RAM). De processorsnelheid wordt beperkt door het aantal transistors dat in een processor is ingebouwd, parallelle verbindingen met andere processors, de capaciteit van de bus om gegevens heen en weer te sturen van de CPU naar het geheugen en andere hardwarespecificaties. De meeste CPU's hebben ook hun eigen geheugenregisters voor het lokaal uitvoeren van kernberekeningen, zonder deze via een bus naar een ander hardwarecomponent en terug te verzenden.
Computerprocessors op huidige systemen kunnen zo snel werken dat prestatiebeperkingen in de meeste personal computers veel meer verband houden met het knelpunt van buscapaciteit. De hoeveelheid RAM die beschikbaar is en het ontwerp van de software die toegang tot het systeem heeft, zijn ook kritischer dan de daadwerkelijke CPU-prestaties zelf. Multithreading-capaciteit in het CPU-ontwerp is een andere belangrijke snelheidsfactor, namelijk het vermogen van de CPU om meerdere taken uit te voeren in een gedeelde uitvoeringsomgeving op de CPU, zodat er minder informatie hoeft te worden opgeslagen en uit het geheugen opgehaald tijdens programmabewerkingen.
Hobbyisten zullen vaak de kloksnelheid op een CPU veranderen door het apparaat te overklokken. Een deel van wat de CPU-snelheid op een computer bepaalt, is de kloksnelheid, of kloksnelheid, het aantal klokcycli op basis van de interne klok van de computer, dat de CPU nodig heeft om één instructie uit te voeren. Identieke CPU's kunnen veel verschillende prestaties hebben als de ene is geklokt om bijvoorbeeld twee getallen bij elkaar te voegen in 10 cycli, waarbij de andere CPU dezelfde berekening uitvoert in cycli van 2 klok.
Hoewel het overklokken van de CPU van een computer de synchronisatie met de snelheid van de bus tenietdoet, kan het de CPU-prestaties aanzienlijk verbeteren op oudere systemen die zijn verbeterd met nieuwe busarchitecturen. Nieuwere processors zullen echter niet profiteren van veranderingen in kloksnelheid, omdat ze al op een niveau werken dat ver boven het bus- en computergeheugen staat. Met CPU-snelheid in het bereik van meerdere gigahertz, worden miljarden berekeningen per seconde uitgevoerd. Een 2,4 gigahertz CPU kan daarom 2,4 miljard berekeningen per seconde uitvoeren, terwijl een typische 32- of 64-bit Peripheral Component Interconnect (PCI) -bus in het bereik van 127-508 megabyte (miljoenen bytes) per seconde kan draaien.
Een andere beperkende factor voor de CPU-snelheid, al dan niet overklokt, betreft het vermogen van het gehele computersysteem om warmte van de processor af te voeren, omdat verhoogde warmte een thermische barrière genereert voor de overdracht van elektrische signalen in metaaloxide-halfgeleider veldeffecttransistor ( MOSFET) CPU-ontwerpen. Snellere processors hebben een hogere wattage nodig, wat zich vertaalt in een grotere warmteontwikkeling. Koellichamen, die fungeren als mini-radiatoren, zijn op het oppervlak van processors gebouwd om warmte af te voeren door geleiding, en ventilatorsystemen in de computerbehuizing voeren deze ook af door convectie.
Het gelijktijdig uitvoeren van meerdere processors om gegevensberekeningen op één computer te delen, is nu een gangbare aanpak bij de meeste computers om de CPU-snelheid te verhogen. Op geavanceerde systemen is ook vloeistofkoeling betrokken om de CPU op een stabiele temperatuurinstelling te houden. Zeer geavanceerde supercomputers gebruiken duizenden processors die parallel werken en worden gekoeld met vloeibare stikstof of vloeibaar helium tot temperaturen rond -452 ° Fahrenheit (-269 ° Celsius), met kloksnelheden die hoger zijn dan 500 gigahertz, of 500 miljard berekeningen per seconde.