Τι είναι η κλιμάκωση της συχνότητας;

Ο εγκέφαλος των υπολογιστών είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU).Σε συνηθισμένη λειτουργία, η CPU επεξεργάζεται όλες τις λειτουργίες για τον υπολογιστή, επιτρέποντας την εκτέλεση προγραμμάτων και το λειτουργικό σύστημα να λειτουργεί.Οι CPU ποικίλλουν με την ταχύτητα και την αποτελεσματικότητά τους.Ο πρωταρχικός καθοριστικός παράγοντας για την απόδοση μιας CPU υπολογιστών είναι η ταχύτητα ρολογιού της μονάδας CPU, η οποία μετρά τον αριθμό των βασικών αριθμητικών λειτουργιών MDASH;προσθήκη, αφαίρεση, πολλαπλασιασμός ή διαίρεση mdash;Μπορεί να εκτελέσει κάθε δευτερόλεπτο.Η κλιμάκωση της συχνότητας είναι ο πιο βασικός τρόπος για να Eke περισσότερη απόδοση από έναν επεξεργαστή.Με την αύξηση της συχνότητας του ρολογιού, η οποία είναι η ταχύτητα με την οποία εκτελείται η CPU, η απόδοση των υπολογιστών θα αυξηθεί επίσης

μέχρι πρόσφατα, με την έλευση των επεξεργαστών πολλαπλών πυρήνων, η κλιμάκωση συχνότητας ήταν ο πιο στοιχειώδης τρόπος για να συγκεντρωθεί η πρόσθετη απόδοση για νέαμοντέλα επεξεργαστών.Οι παλαιότεροι επεξεργαστές που χρησιμοποιούνται για να τρέχουν σε ταχύτητα κάτω από 1,0GHz.Τώρα, οι επεξεργαστές λειτουργούν συνήθως σε ταχύτητες μεγαλύτερες από 2,0GHz, με κάποια συμπλήρωση του σημείου 3.0GHz.Σε χαρτί, μια CPU 3.0GHz φαίνεται ταχύτερη από μια CPU 2.0GHz, αλλά στον πραγματικό κόσμο, η συνολική απόδοση του υπολογιστή καθορίζεται από ένα σύνολο όλων των τμημάτων του.Με άλλα λόγια, αν και οι υπολογιστές 2.0GHz και 3.0GHz περιέχουν τον ίδιο τύπο μνήμης, την ίδια μητρική πλακέτα και ούτω καθεξής, ο ασθενέστερος σύνδεσμος στην αλυσίδα μπορεί να συμφωνεί τον υπολογιστή, εμποδίζοντας τον να βελτιστοποιήσει όλα τα 3.0GHz.Μπορεί να φαίνεται ότι η κλιμάκωση της συχνότητας δεν έχει ανώτατο όριο, αυτό δεν συμβαίνει.Η αύξηση της ταχύτητας ρολογιού μιας CPU αυξάνει την παραγωγή θερμότητας στη μονάδα.Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η επιπλέον θερμότητα ενεργεί για να υποβαθμίσει το κύκλωμα, προκαλώντας δυσλειτουργία ή αποτυχία στον επεξεργαστή.Αυτό τοποθετεί ένα πολύ πραγματικό ανώτατο όριο στη μέγιστη ταχύτητα των εμπορικών επεξεργαστών, περιορίζοντας τις ταχύτητες στις οποίες μπορούν να κατασκευαστούν οι επεξεργαστές.Οι κατασκευαστές της CPU δεν μπορούν πλέον να μετατρέψουν την ένταση μέχρι να προκαλέσουν περισσότερες επιδόσεις.Για να εργαστούν γύρω από αυτά τα όρια, οι κατασκευαστές της CPU έχουν σχεδιάσει λύσεις πολλαπλών πυρήνων CPU.Τοποθετώντας περισσότερους από έναν πυρήνα CPU σε ένα τσιπ, η αποτελεσματική ταχύτητα του επεξεργαστή διπλασιάζεται.Ωστόσο, σε αντίθεση με την κλιμάκωση της συχνότητας, των οποίων οι ενισχύσεις απόδοσης ισχύουν εξίσου σε όλο το σκάφος, αυτό τοποθετεί το βάρος στους σχεδιαστές λογισμικού υπολογιστών.Εκτός αν οι σχεδιαστές λογισμικού προσαρμόζουν συγκεκριμένα ένα πρόγραμμα για να χρησιμοποιήσουν δύο ή περισσότερους πυρήνες CPU, το επιπλέον όφελος χάνεται, κάνοντας την κλιμάκωση συχνότητας έναν από τους πιο αγνούς τρόπους αύξησης της απόδοσης σε ένα τσιπ CPU.