Qual é o termo técnico "velocidade do clock" de um cpu

Question

Eu sempre ouvi pessoas dizendo que eles têm essa e a velocidade do clock. Então, o que significa essa velocidade de clock e determina a velocidade de um sistema? Qual é o seu significado?

    

Answer 1

"Clock speed" é simplesmente a frequência com que um timer (geralmente um oscilador de cristal) diz à CPU para "avançar" ou ir adiante.

É isso, e é por isso que comparar velocidades de clock de diferentes arquiteturas de processador é quase inútil ao tentar medir o desempenho relativo. Mesmo dentro de uma arquitetura particular, recursos diferentes que podem ser desabilitados em modelos de menor capacidade e habilitados em modelos mais avançados podem fazer com que a velocidade do clock não seja uma boa referência para comparação.

• Processadores Escalares recebem um ou vários ciclos de clock para executar uma única instrução.
• Processadores superescalares podem executar várias instruções em um único ciclo de clock.
• Processadores com pipelining fazem muitos ciclos de clock para executar uma instrução, mas podem executar várias instruções ao mesmo tempo em diferentes "estágios" ", o que permite que eles ainda atinjam cerca de 1 ciclo de instrução / clock.
• Os Processadores Multi-core têm várias subunidades (núcleos) discretas que podem processar instruções independentemente umas das outras, cada uma com suas próprias (L1) cache, mas eles compartilham outros componentes no nível do processador (caches L2 e L3, controlador de memória, barramento do sistema, etc.)

Atualmente, a maioria dos processadores de desktop são processadores escalares de pipeline multinúcleo. Alguns processadores Intel têm mais de 17 estágios em seu pipeline (isto é, pode levar até 17 ciclos de clock do início ao fim para que uma única instrução seja executada).

Se você deseja entrar em mais detalhes por trás da definição de "ciclo de clock", primeiro é necessário fazer perguntas mais específicas. Se você perguntasse "O que faz um processador Intel Core de 3ª geração durante um ciclo de clock?", Você pode obter montanhas de informações descrevendo como esse processador específico funciona e o que ele faz (embora essa pergunta não seja adequada para este site , mas seria um ótimo ponto de partida para o google ou perguntando em fóruns).

    

Answer 2

A velocidade do clock é quantas "operações" por segundo o processador faz.

Agora eu digo "operações" e não "instruções" porque as modernas são baseadas no CISC que podem levar vários ciclos para executar uma instrução.

O número de ciclos que uma instrução pode levar pode variar entre as famílias de processadores, e é por isso que um processador com clock mais lento pode executar um processador de clock maior, pode fazer mais trabalho por ciclo.

Eu altamente recomendo o Podcast "Segurança Agora!" eles discutem o básico de construir um computador a partir do zero e explicar em detalhes como tudo funciona.

• 233 - Vamos desenhar um computador (parte 1)
• 235 - Linguagem de máquina
• 237 - Indirection: O poder dos indicadores
• 239 - Pilhas, Registradores & Recursão
• 241 - Interrupções de hardware
• 247 - O “Multi” - verso
• 250 - Sistemas operacionais
• 252 - Negócios com RISCy
• 254 - O que faremos pela velocidade

Eu recomendo strongmente listar os episódios de feedback do ouvinte também entre os episódios, sobre coisas que as pessoas achavam confusas da semana passada e escreveram sobre isso.

    

Answer 3

A velocidade do clock é uma medida da rapidez com que um computador conclui cálculos e operações básicas. É medido como uma frequência em hertz (Hz) e mais comumente se refere à velocidade da Unidade Central de Processamento (CPU) do computador. Enquanto os desenvolvedores de computadores e usuários podem se referir a este termo em relação ao desempenho da CPU, isso caiu em desuso, já que as CPUs se tornaram mais complexas. As maneiras mais fáceis de aumentar a velocidade do clock em um computador incluem a atualização de componentes e o "overclocking" de um hardware.

link

    

Answer 4

As CPUs têm, como seu "coração", um oscilador de quartzo ou outro mecanismo de temporização muito preciso chamado relógio da CPU (não deve ser confundido com o "relógio do sistema" que mantém a hora atual usando um sistema diferente). Este relógio envia pulsos de voltagem para o circuito da CPU, que, junto com a voltagem nos circuitos de E / S que representam os bits de dados a serem processados, permite que o computador faça seu trabalho. Cada pulso permite que um conjunto de bits de entrada seja processado em um conjunto de bits de saída como resultado de alguma operação.

A "velocidade do clock", portanto, é uma medida (muito) aproximada da taxa na qual a CPU pode executar instruções. Quanto maior o clock, mais rápido ele pode processar. No entanto, existem várias limitações físicas para esta abordagem, não menos do que é a segunda lei da termodinâmica, que afirma que nenhum sistema pode ser perfeitamente eficiente em termos energéticos. Parte da entrada de energia é perdida como calor, e o calor pode rapidamente fazer com que os delicados circuitos da CPU inchem e causem curto-circuito, ou até mesmo o extremo derreta. Existem também limites físicos para a frequência com que você pode vibrar os elétrons em materiais condutores; em algum momento você está tentando vibrá-los mais rápido do que os elétrons podem saltar fisicamente entre os átomos. Por fim, há um ponto de retorno decrescente para tornar a CPU mais rápida, quando outros limites inerentes a outros componentes do computador são maximizados. Quando a CPU está esperando por bits de dados a serem recebidos do disco rígido ou de uma conexão de rede, não pode prosseguir com qualquer instrução que precise deles, e então

Em vez disso, os projetistas de CPUs modernas reduziram a velocidade do clock em favor de fazer um único pulso de clock fazer mais. "Pipelines" mais eficientes para recuperar dados necessários para instruções, e agora mais núcleos construídos no mesmo chip CPU (acredito que o padrão ouro atual para estações de trabalho é 8 núcleos), permitem que os projetistas multipliquem o trabalho feito por um único pulso e assim continuem para aumentar o poder de processamento em termos de instruções por segundo. No entanto, essa abordagem exige que os programadores explorem todo o potencial da CPU, permitindo que seu programa seja executado por vários núcleos simultaneamente, e esse design de "dividir e conquistar" para o programa só pode levá-lo até certo ponto em muitos casos. Isso é conhecido como "problema paralelo" e é a próxima grande coisa para os designers de CPU e arquitetos de idiomas resolverem.

    

Answer 5

A velocidade do clock da CPU é medida em Hertz (Hz) e, de modo geral, uma CPU funcionando a 1 Hertz está processando uma instrução em uma linha de código de programação de montagem em um segundo. Por essa métrica, uma CPU que está sendo executada a 2.13 Giga-Hertz (GHz) é capaz de processar cerca de 2.130.000.000 linhas de código a cada segundo. Se você tem o que é conhecido como um sistema Dual Core que está funcionando a 2,13 GHz, você tem uma máquina que pode processar duas instruções no mesmo período de tempo, desde que o próprio programa seja projetado com capacidade Multithreading ou você tenha dois ativos programas em execução ao mesmo tempo. Multithreading significa simplesmente que diferentes cálculos em um programa podem ser delegados para serem executados em paralelo em uma CPU separada, se houver um disponível.

A velocidade do relógio é a métrica mais comum usada pelos anunciantes.