Τι είναι η ταχύτητα της CPU;

Η ταχύτητα CPU ή η ταχύτητα της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας σε έναν υπολογιστή είναι ουσιαστικά η ταχύτητα με την οποία ο υπολογιστής μπορεί να εκτελέσει υπολογισμούς που τροφοδοτούνται σε αυτό μέσω οδηγιών προγράμματος λογισμικού που φορτώνονται σε πτητική μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM).Η ταχύτητα του επεξεργαστή περιορίζεται από τον αριθμό των τρανζίστορ ενσωματωμένων σε έναν επεξεργαστή, παράλληλες συνδέσεις με άλλους επεξεργαστές, την ικανότητα του λεωφορείου να μεταδίδει δεδομένα εμπρός και πίσω από τη CPU στη μνήμη και άλλες προδιαγραφές υλικού.Οι περισσότερες CPU έχουν επίσης τα δικά τους μητρώα μνήμης για την εκτέλεση βασικών υπολογισμών σε τοπικό επίπεδο, χωρίς να χρειάζεται να τα μεταδώσουν σε ένα λεωφορείο σε ένα άλλο στοιχείο υλικού και πίσω.

Οι επεξεργαστές υπολογιστών στα τρέχοντα συστήματα είναι σε θέση να λειτουργούν με τόσο γρήγορο ρυθμό που οι περιορισμοί απόδοσης στους περισσότερους προσωπικούς υπολογιστές συνδέονται πολύ περισσότερο με τη συμφόρηση της χωρητικότητας των λεωφορείων.Το ποσό της διαθέσιμης μνήμης RAM και ο σχεδιασμός του λογισμικού που έχει πρόσβαση στο σύστημα είναι επίσης πιο κρίσιμοι από την πραγματική απόδοση της CPU.Η ικανότητα πολλαπλών διαφορών στον σχεδιασμό της CPU είναι ένας άλλος βασικός παράγοντας ταχύτητας, ο οποίος είναι η ικανότητα της CPU να εκτελεί πολλαπλές εργασίες σε ένα κοινό περιβάλλον εκτέλεσης στην CPU, έτσι ώστε να αποθηκευτούν και να ανακτηθούν λιγότερες πληροφορίες από τη μνήμη κατά τη διάρκεια των λειτουργιών του προγράμματος.Συχνά αλλάζει αυτό που είναι γνωστό ως ταχύτητα ρολογιού σε μια CPU, με overclocking τη συσκευή.Μέρος αυτού που καθορίζει την ταχύτητα CPU σε έναν υπολογιστή είναι ο ρυθμός ρολογιού ή η ταχύτητα ρολογιού, η οποία είναι ο αριθμός των κύκλων ρολογιού, με βάση το εσωτερικό ρολόι των υπολογιστών, ότι η CPU πρέπει να εκτελέσει μία εντολή.Ταυτόσημες CPU μπορούν να έχουν πολύ διαφορετικούς ρυθμούς απόδοσης, αν κάποιος έχει χρονομετρηθεί, για παράδειγμα, για να προσθέσει δύο αριθμούς μαζί σε 10 κύκλους, όπου η άλλη CPU κάνει τον ίδιο υπολογισμό σε κύκλους 2 ωρών.του συγχρονισμού με την ταχύτητα του λεωφορείου, μπορεί να αυξήσει σημαντικά την απόδοση της CPU σε παλαιότερα συστήματα που έχουν ενισχυθεί με νέες αρχιτεκτονικές λεωφορείων.Οι νεότεροι επεξεργαστές δεν θα επωφεληθούν από τις αλλαγές στην ταχύτητα του ρολογιού, ωστόσο, δεδομένου ότι λειτουργούν ήδη σε επίπεδο πολύ πάνω από αυτό που μπορεί να χειριστεί η μνήμη του λεωφορείου και του υπολογιστή.Με την ταχύτητα της CPU στη σειρά πολλαπλών Gigahertz, πραγματοποιούνται δισεκατομμύρια υπολογισμοί ανά δευτερόλεπτο.Επομένως, μια CPU 2,4 gigahertz μπορεί να εκτελέσει 2,4 δισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο, ενώ ένας τυπικός δίαυλος 32- ή 64-bit περιφερειακού συστατικού (PCI) θα τρέξει στο 127-508 megabyte (εκατομμύρια bytes) ανά δευτερόλεπτο.Ο συντελεστής για την ταχύτητα της CPU, είτε overclocked είτε όχι, περιλαμβάνει την ικανότητα ολόκληρου του υπολογιστή να διαλύσει τη θερμότητα μακριά από τον επεξεργαστή, καθώς η αυξημένη θερμότητα παράγει ένα θερμικό φράγμα για τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων σε τρανζίστορ ημιαγωγού μεταλλικού οξειδίου (MOSFET)Σχέδια CPU.Οι ταχύτεροι επεξεργαστές απαιτούν υψηλότερη τροφοδοσία ισχύος, τα οποία μεταφράζονται σε μεγαλύτερη παραγωγή θερμότητας.Οι ψύκτες, οι οποίες δρουν ως μίνι ακυρώσεις, είναι ενσωματωμένα στην επιφάνεια των επεξεργαστών για να διαλυθούν η θερμότητα με αγωγιμότητα και τα συστήματα ανεμιστήρων μέσα στο περίβλημα του υπολογιστή μεταφέρουν και με τη μεταφορά.

Η εκτέλεση πολλαπλών επεξεργαστών παράλληλα για να μοιραστείτε υπολογισμούς δεδομένων σε έναν υπολογιστή είναι τώρα μια κοινή προσέγγιση με τους περισσότερους υπολογιστές για την αύξηση της ταχύτητας CPU.Σε προηγμένα συστήματα, εμπλέκεται επίσης η ψύξη υγρών για τη διατήρηση της CPU σε σταθερή ρύθμιση θερμοκρασίας.Πολύ προηγμένοι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούν χιλιάδες επεξεργαστές που λειτουργούν παράλληλα και ψύχονται με υγρό άζωτο ή υγρό ήλιο σε θερμοκρασίες γύρω στο -452 deg.Fahrenheit (-269 deg, Κελσίου), με ταχύτητες ρολογιού να φτάνουν πάνω από 500 gigahertz, ή 500 δισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο.