В вычислениях множитель тактовой частоты ( или множитель ЦП , или соотношение шины/ядра ) устанавливает отношение внутренней тактовой частоты ЦП к внешней тактовой частоте . Это может быть реализовано с помощью схемы умножителя частоты с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ) . Таким образом , процессор с множителем 10x будет видеть 10 внутренних циклов на каждый внешний такт . Например, система с внешней тактовой частотой 100 МГц и множителем тактовой частоты 36x будет иметь внутреннюю тактовую частоту ЦП 3,6 ГГц. Внешние шины адреса и данных ЦП (часто называемые внешней шиной (FSB) в контексте ПК ) также используют внешнюю тактовую частоту в качестве фундаментальной базы синхронизации; однако они также могут использовать (небольшое) кратное этой базовой частоте (обычно две или четыре) для более быстрой передачи данных.
Внутренняя частота микропроцессоров обычно зависит от частоты FSB. Для расчета внутренней частоты ЦП умножает частоту шины на число, называемое множителем тактовой частоты. Для расчета ЦП использует фактическую частоту шины, а не эффективную частоту шины. Чтобы определить фактическую частоту шины для процессоров, использующих шины с двойной скоростью передачи данных (DDR) (AMD Athlon и Duron) и шины с четырьмя скоростями передачи данных (все микропроцессоры Intel, начиная с Pentium 4), эффективную скорость шины следует разделить на 2 для AMD. или 4 для Intel.
Множители тактовой частоты на многих современных процессорах фиксированы; их обычно невозможно изменить. В некоторых версиях процессоров множители тактовой частоты разблокированы; то есть их можно «разогнать», увеличив настройку множителя тактовой частоты в программе настройки BIOS материнской платы. В некоторых образцах проектирования ЦП множитель тактовой частоты также может быть разблокирован. Во многих квалификационных образцах Intel заблокирован максимальный множитель тактовой частоты: эти процессоры можно разогнать (работать на более низкой частоте), но их нельзя разогнать, увеличив множитель тактовой частоты выше, чем предусмотрено конструкцией процессора. Хотя эти квалификационные образцы и большинство серийных микропроцессоров не могут быть разогнаны путем увеличения их тактового множителя, их все же можно разогнать другим способом: увеличением частоты FSB.
По состоянию на 2009 год [обновлять]компьютеры имеют несколько взаимосвязанных устройств (ЦП, ОЗУ, периферийные устройства и т. д. — см. Диаграмму), которые обычно работают с разной скоростью. Таким образом, они используют внутренние буферы и кэши при общении друг с другом через общие шины в системе. В ПК внешний адрес ЦП и шины данных соединяют ЦП с остальной частью системы через « северный мост ». Почти каждый процессор для настольных ПК, выпущенный с момента появления 486DX2 в 1992 году, использовал умножитель тактовой частоты для запуска своей внутренней логики на более высокой частоте, чем внешняя шина, но при этом оставался синхронным с ней. Это повышает производительность ЦП за счет использования внутренней кэш-памяти или широких шин (часто также способных выполнять более одной передачи за такт) для компенсации разницы в частотах.
Некоторые процессоры, такие как Athlon 64 и Opteron , обрабатывают основную память , используя отдельную выделенную шину памяти низкого уровня . Эти процессоры взаимодействуют с другими устройствами в системе (включая другие процессоры), используя один или несколько каналов HyperTransport немного более высокого уровня; Как и шины данных и адреса в других конструкциях, эти каналы используют внешнюю тактовую частоту для синхронизации передачи данных (обычно 800 МГц или 1 ГГц по состоянию на 2007 год).
Некоторые системы позволяют владельцам изменять множитель тактовой частоты в меню BIOS . Увеличение тактового множителя увеличит тактовую частоту процессора, не влияя на тактовую частоту других компонентов. Увеличение внешней тактовой частоты (и скорости шины) повлияет на процессор, а также на оперативную память и другие компоненты.
Эти настройки обеспечивают два распространенных метода разгона и разгона компьютера, возможно, в сочетании с некоторой регулировкой напряжения процессора или памяти (изменение кристаллов генератора происходит лишь изредка); Обратите внимание, что неосторожный разгон может привести к повреждению процессора или другого компонента из-за перегрева или даже пробоя напряжения. Новые процессоры часто имеют заблокированный множитель тактовой частоты . Это означает, что скорость шины или множитель тактовой частоты не могут быть изменены в BIOS, если только пользователь не взломает процессор, чтобы разблокировать множитель. Однако высокопроизводительные процессоры обычно имеют разблокированный множитель тактовой частоты.
Фраза «удвоение часов» подразумевает множитель часов, равный двум.
Примеры процессоров с удвоенной тактовой частотой включают:
В обоих случаях общая скорость работы систем увеличилась примерно на 75%. [ нужна цитата ]
К концу 1990-х годов почти все высокопроизводительные процессоры (за исключением типичных встроенных систем ) работали на более высоких скоростях, чем их внешние шины, поэтому термин «удвоение тактовой частоты» потерял большую часть своего значения.
Для приложений, ориентированных на ЦП, удвоение тактовой частоты теоретически существенно улучшит общую производительность машины, при условии, что выборка данных из памяти не окажется узким местом. В более современных процессорах, где множитель значительно превышает два, пропускная способность и задержка конкретных микросхем памяти (или шины или контроллера памяти) обычно становятся ограничивающим фактором.