Vad är CPU-hastighet? (med bilder)
CPU-hastighet, eller hastigheten för den centrala behandlingsenheten i en dator, är i huvudsak den hastighet med vilken datorn kan utföra beräkningar som matas till den genom programinstruktionsinstruktioner laddade i volatilt random access-minne (RAM). Processorhastighet begränsas av antalet transistorer som är inbyggda i en processor, parallella anslutningar till andra processorer, bussens kapacitet att överföra data fram och tillbaka från CPU till minne och andra hårdvaruspecifikationer. De flesta CPU: er har också sina egna minnesregister för att utföra kärnberäkningar lokalt, utan att behöva överföra dem över en buss till en annan hårdvarukomponent och tillbaka.
Datorprocessorer på nuvarande system kan arbeta i så snabb takt att prestandabegränsningar i de flesta persondatorer är mycket mer bundna till flaskhalsen med busskapacitet. Mängden tillgängligt RAM och utformningen av programvaran som kommer åt systemet är också mer kritisk än själva CPU-prestanda. Flertrådskapacitet i CPU-design är en annan nyckelfartfaktor, som är CPU: s förmåga att utföra flera uppgifter i en delad exekveringsmiljö på CPU, så mindre information måste lagras och hämtas från minnet under programoperationer.
Hobbyister kommer ofta att ändra det som kallas klockhastigheten på en CPU genom att överklocka enheten. En del av det som bestämmer CPU-hastigheten på en dator är dess klockfrekvens, eller klockhastighet, som är antalet klockcykler, baserat på datorns interna klocka, som CPU måste utföra en instruktion. Identiska CPU: er kan ha mycket olika prestandafrekvenser om man till exempel klockar för att lägga till två siffror tillsammans i 10 cykler, där den andra CPU gör samma beräkning i 2-klockscykler.
Medan överklockning av en dators CPU tar bort den från synkronisering med bussens hastighet, kan den öka CPU-prestandan avsevärt på äldre system som har förbättrats med nya bussarkitekturer. Nyare processorer kommer dock inte att dra nytta av förändringar i klockhastighet, eftersom de redan arbetar på en nivå långt över vad buss- och datorminnet kan hantera. Med CPU-hastighet i flera gigahertz-intervall utförs miljarder beräkningar per sekund. En 2,4 gigahertz-CPU kan därför köra 2,4 miljarder beräkningar per sekund, medan en typisk 32- eller 64-bitars perifera komponentinterconnect (PCI) -buss kommer att köras i intervallet 127–508 megabyte (miljoner byte) per sekund.
En annan begränsande faktor för CPU-hastighet, oavsett om den är överklockad eller inte, involverar hela datorsystemets förmåga att sprida värme från processorn, eftersom ökad värme genererar en termisk barriär för överföring av elektriska signaler i metalloxid halvledarfälteffekttransistor ( MOSFET) CPU-design. Snabbare processorer kräver högre wattströmförsörjning, vilket innebär större värmeproduktion. Kylflänsar, som fungerar som miniradiatorer, är byggda på processorns yta för att avleda värme genom ledning, och fläktsystem i datorhöljet transporterar det bort också genom konvektion.
Att köra flera processorer parallellt för att dela databeräkningar på en dator är nu ett vanligt tillvägagångssätt för de flesta datorer för att öka CPU-hastigheten. På avancerade system är vätskekylning också involverad för att hålla CPU: n i en stabil temperaturinställning. Mycket avancerade superdatorer använder tusentals processorer som arbetar parallellt och kyls med flytande kväve eller flytande helium till temperaturer runt -452 ° Fahrenheit (-269 ° Celsius), med klockhastigheter som når över 500 gigahertz, eller 500 miljarder beräkningar per sekund.