Wie hängen Geschwindigkeit und Frequenz eines Prozessors zusammen?

Moderne CPUs laufen schneller als die Motherboards. Hier kommen Taktvervielfacher ins Spiel. Wenn Sie eine 2-GHz-CPU und einen 1-GHz-Bus haben, ist Ihr Taktvervielfacher 2. Wenn Sie eine 2-GHz-CPU und einen 666-MHz-Bus haben, beträgt der Multiplikator 3.

CPUs verarbeiten Daten schneller als sie kommunizieren können. Während sie auf den Bus warten, können und machen sie ihre Arbeit.

CPUs mit höherer Frequenz machen Ihren Computer zwar schneller, aber wenn die CPU-Frequenz ansteigt und die Busgeschwindigkeit gleich bleibt, wird der Wirkungsgrad geringer. Dies liegt daran, dass die CPU darauf wartet, dass der Bus Daten gibt / empfängt.

Wenn also die CPU arbeitet, während sie auf den Bus wartet, verbrauchen Sie mehr Energie, profitieren aber wenig davon.

Bei Programmen wie Intel SpeedStep sinkt die Frequenz der CPU, wenn sie nicht stark ausgelastet ist, so dass sie weniger Strom verbraucht. Sie bemerken möglicherweise keinen Geschwindigkeitsunterschied, da die niedrigere CPU-Frequenz die aktuelle Auslastung möglicherweise mehr als bewältigen kann.

Wie wichtig ist also die Frequenz des Kerns bei jedem Prozessor.

Etwas zu vereinfachend hängt die wahrnehmbare Geschwindigkeit Ihrer CPU von zwei Faktoren ab: dem Befehlssatz und der Taktfrequenz.

Ersteres definiert, wie viele Arbeit in einem einzigen Zyklus erledigt werden kann, letzteres, wie viele Zyklen pro Sekunde ausgeführt werden. Das Produkt ist die wahrnehmbare Geschwindigkeit.

Wenn Sie also einen 2-GHz-Prozessorkern auf 1 GHz reduzieren, wird die wahrnehmbare Geschwindigkeit um die Hälfte reduziert.

Mein Problem ist also, warum wir so hohe Frequenzkerne haben, weil sie zu viel Strom verbrauchen. Wir können niederfrequente Kerne verwenden.

Für jede Anwendung, die nicht durch die CPU begrenzt ist, stimmt das. Wenn Sie beispielsweise eine Datei von einer Festplatte auf eine andere kopieren, können die Festplatten ohnehin nicht mit dem Prozessor mithalten, so dass Sie keinen Vorteil von einem schnellen Prozessor haben.

CPU-intensive Anwendungen (z. B. Dateikompressoren, Video-Encoder, Spiele) hängen jedoch von einer schnellen CPU ab und werden erheblich langsamer, wenn Sie keine haben.

Deshalb skalieren moderne Laptops die CPU-Frequenz. Wenn keine schnelle CPU benötigt wird, läuft die CPU mit einer langsamen Frequenz und verbraucht weniger Energie. Wenn eine schnelle CPU wird benötigt, läuft es mit der höchstmöglichen Frequenz, so dass Ihr Computer schneller reagieren.

In diesem Fall sind Taktfrequenz und Frequenz gleichbedeutend. Der Grund, warum wir solche Hochfrequenzkerne haben, erfordert die Verwendung Ihres Computers möglicherweise nur eine geringe Taktrate, aber viele Anwendungen erfordern eine viel höhere Taktrate. Sie können nicht wirklich die Erfahrung einer Person auf alle Computerbenutzer verallgemeinern.