Jaka jest szybkość procesora? (Ze zdjęciami)
Szybkość procesora lub szybkość centralnej jednostki przetwarzającej w komputerze jest zasadniczo szybkością, z jaką komputer może wykonywać obliczenia, które są do niego podawane za pomocą instrukcji programu załadowanych do lotnej pamięci o dostępie swobodnym (RAM). Szybkość procesora jest ograniczona liczbą tranzystorów wbudowanych w procesor, równoległymi połączeniami z innymi procesorami, zdolnością magistrali do przesyłania danych w obie strony z procesora do pamięci oraz innymi specyfikacjami sprzętowymi. Większość procesorów ma również własne rejestry pamięci do wykonywania lokalnych obliczeń rdzenia, bez konieczności przesyłania ich przez magistralę do innego komponentu sprzętowego iz powrotem.
Procesory komputerowe w obecnych systemach są w stanie działać w tak szybkim tempie, że ograniczenia wydajności w większości komputerów osobistych są znacznie bardziej związane z wąskim gardłem pojemności magistrali. Ilość dostępnej pamięci RAM i konstrukcja oprogramowania uzyskującego dostęp do systemu są również bardziej krytyczne niż sama wydajność procesora. Wielowątkowość w projektowaniu procesora jest kolejnym kluczowym czynnikiem szybkości, który jest zdolnością procesora do wykonywania wielu zadań we współdzielonym środowisku wykonawczym na procesorze, więc mniej informacji musi być przechowywanych i pobieranych z pamięci podczas operacji programu.
Hobbyści często zmieniają tak zwane taktowanie procesora, podkręcając urządzenie. Częścią tego, co determinuje szybkość procesora na komputerze, jest jego częstotliwość zegara lub szybkość zegara, która jest liczbą cykli zegara, w oparciu o wewnętrzny zegar komputera, że procesor musi wykonać jedną instrukcję. Identyczne procesory mogą mieć bardzo różne wskaźniki wydajności, jeśli jeden jest taktowany, na przykład, aby dodać dwie liczby razem w 10 cyklach, podczas gdy drugi procesor wykonuje te same obliczenia w cyklach 2-taktowych.
Podkręcenie procesora komputera spowoduje, że nie zsynchronizuje go z prędkością magistrali, może znacznie zwiększyć wydajność procesora w starszych systemach, które zostały ulepszone o nowe architektury magistrali. Nowsze procesory nie skorzystają jednak na zmianach częstotliwości taktowania, ponieważ działają już na poziomie znacznie przekraczającym możliwości magistrali i pamięci komputera. Przy prędkości procesora w zakresie wielu gigaherców miliardy obliczeń są wykonywane na sekundę. Procesor 2,4 gigaherca może zatem wykonywać 2,4 miliarda obliczeń na sekundę, podczas gdy typowa 32- lub 64-bitowa magistrala Peripheral Component Interconnect (PCI) będzie działała w zakresie 127–508 megabajtów (milionów bajtów) na sekundę.
Kolejny czynnik ograniczający szybkość procesora, czy to podkręcony, czy nie, obejmuje zdolność całego systemu komputerowego do odprowadzania ciepła z procesora, ponieważ zwiększone ciepło generuje barierę termiczną do przesyłania sygnałów elektrycznych w półprzewodnikowym tranzystorze polowym z tlenkiem metalu ( MOSFET) konstrukcje procesorów. Szybsze procesory wymagają zasilaczy o wyższej mocy, co przekłada się na większe wytwarzanie ciepła. Radiatory, które działają jak minigrzejniki, są wbudowane na powierzchnię procesorów w celu rozproszenia ciepła przez przewodzenie, a systemy wentylatorów w obudowie komputera odprowadzają je również przez konwekcję.
Równoczesne uruchamianie wielu procesorów w celu współdzielenia obliczeń danych na jednym komputerze jest obecnie powszechnym podejściem w przypadku większości komputerów w celu zwiększenia szybkości procesora. W zaawansowanych systemach chłodzenie cieczą ma również wpływ na utrzymanie stabilnej temperatury procesora. Bardzo zaawansowane superkomputery wykorzystują tysiące procesorów pracujących równolegle i są chłodzone ciekłym azotem lub ciekłym helem do temperatur około -452 ° Fahrenheita (-269 ° Celsjusza), przy prędkościach zegara przekraczających 500 gigaherców lub 500 miliardów obliczeń na sekundę.