Mi a CPU csengetési aránya és hogyan befolyásolja a túlhajtást?

Ha a BIOS beállításaiban módosítja a processzormag arányát a processzor túlhajtására, egy másik módosítható beállítást is láthat: a CPU csengetési arányát. Ugyanazokban a túlhajtási beállításokban van, ami elgondolkodtathat azon, hogy ennek az aránynak a megváltoztatása jobb túlhajtási teljesítményt kínál-e.

De mi a CPU csengetési aránya, és segíthet-e jobb teljesítményt nyújtani túlhajtás közben?

Mi az a túlhajtás?

Mielőtt rátérnénk a CPU gyűrűarányaira és azok működésére, elengedhetetlen megérteni, mi történik a CPU-val, ha túlhajtja.

Ahogy a neve is sugallja, a túlhúzás növeli a CPU órajelét, de mi ez az órajel, és miért van rá szükség?

Nos, a CPU olyan alkalmazásokat futtat, mint a szövegszerkesztő és a játékalkalmazások. Bár ezeknek az alkalmazásoknak a futtatása bonyolult állapotnak tűnhet, a háttérben a CPU egyszerű feladatokat hajt végre a számok összeadásával, kivonásával és mozgatásával ezek futtatásához alkalmazások.

E feladatok elvégzéséhez a CPU-nak több millió tranzisztorként ismert kapcsolót kell váltania. Nem csak ennek, hanem ezeknek a kapcsolóknak is szinkronizáltan kell működniük ezen műveletek végrehajtásához, és ezért a szinkronizálásért az órajel frekvencia a felelős.

Tehát, ha megnézzük, az órajel frekvenciája határozza meg, hogy a CPU milyen sebességgel hajt végre feladatokat, a túlhajtás pedig növeli a CPU számok ropogtatásának sebességét. Ezért a túlhajtás növeli a CPU működési sebességét, és jobb teljesítményt kínál.

Annak megértése, hogy az adatok hogyan érik el a CPU-t

Most már tudjuk, mit jelent a CPU órajel-frekvenciája, és hogy a túlhajtás hogyan növeli a feladatok végrehajtásának sebességét. Ennek ellenére egy másik dolog, amit meg kell értenünk, hogy az adatok hogyan jutnak el a CPU-hoz.

Az adatáramlás ismerete azért fontos, mert növelheti a CPU feldolgozási sebességét adatokat, de ha a rendszer nem tud ilyen sebességgel adatokat küldeni a CPU-nak, akkor nem lesz teljesítmény javulás. Ez azért van, mert a CPU tétlenül várja az adatok kézbesítését.

A számítógépes rendszerek memóriahierarchiái magyarázata

A számítógépen lévő adatok a merevlemezen vannak tárolva, de a CPU nem fér hozzá közvetlenül ezekhez az adatokhoz. A fő ok, amiért ezt nem lehet megtenni, az az, hogy a merevlemez nem elég gyors a CPU számára.

Ezért ennek a problémának a megoldására a számítógépes rendszerek memóriahierarchiával rendelkeznek, amely lehetővé teszi a nagy sebességű adattovábbítást a CPU-hoz.

Íme, hogyan mozognak az adatok a memóriarendszereken keresztül egy modern számítógépben.

• Tároló meghajtók (másodlagos memória): Ez az eszköz folyamatosan képes adatokat tárolni, de nem olyan gyors, mint a CPU. Emiatt a CPU nem férhet hozzá közvetlenül a másodlagos tárolórendszerből származó adatokhoz.
• RAM (elsődleges memória): Ez a tárolórendszer gyorsabb, mint a másodlagos tárolórendszer, de nem képes tartósan tárolni az adatokat. Ezért, amikor megnyit egy fájlt a rendszeren, az a merevlemezről a RAM-ba kerül. Ennek ellenére még a RAM sem elég gyors a CPU számára.
• Gyorsítótár (elsődleges memória): Az adatok lehető leggyorsabb eléréséhez egy bizonyos típusú elsődleges memória, úgynevezett cache memória van beágyazva a CPU-ba, és ez a számítógép leggyorsabb memóriarendszere. Ez a memóriarendszer három részre oszlik, nevezetesen a L1, L2 és L3 gyorsítótár. Az L1 és L2 gyorsítótár a CPU magjainak részét képezi, míg a magok az L3 gyorsítótáron osztoznak, amely a CPU vágólapján található, de nem része a CPU magoknak.

Ezért minden olyan adat, amelyet a CPU-nak fel kell dolgoznia, a merevlemezről a RAM-ba, majd a gyorsítótárba kerül.

De hogyan jutnak el az adatok ezekről a médiumokról a CPU-ba?

A Memóriavezérlő és a Ring Interconnect dekódolása

A számítógép minden memóriarendszere adatbuszokon keresztül csatlakozik. Ezeknek a buszoknak a fő célja az adatok átvitele egyik rendszerből a másikba.

A RAM például az alaplap részét képező adatbuszon keresztül csatlakozik a CPU-hoz. Ezt az adatbuszt a memóriavezérlő kezeli, amely a CPU része. A memóriavezérlő fő célja a CPU-nak szükséges adatok lekérése a RAM-ból. Ehhez a memóriavezérlő olvasási/írási parancsokat ad ki a RAM-nak. A RAM pedig az adatbuszon keresztül küld adatokat a memóriavezérlőnek.

Amint az adatok elérik a memóriavezérlőt, át kell lépniük a CPU-ba. A feladat végrehajtásához a gyűrűs összeköttetést használják, amely a CPU magokat és az L3 gyorsítótárat a memóriavezérlőhöz köti. Ezért, ha megnézzük, a gyűrűs összeköttetés egy adatforgalmi út, amely az összes mag, az L3 gyorsítótár és a memóriavezérlő között mozgatja az adatokat.

Mi történik, ha növeli a CPU csengetési arányát?

A gyűrűs összeköttetés adatokat továbbít a CPU magjai, az L3 gyorsítótár és a memóriavezérlő között. A CPU-hoz hasonlóan a gyűrűs összekapcsolás is órafrekvencián működik, és az átvitelek adott frekvencián történnek.

Emiatt az adatok csak meghatározott időkeretekben haladnak a gyűrűs buszon, amelyeket a gyűrűs összekötő busz órafrekvenciája határoz meg. A buszfrekvencia növelése megnöveli az adatok mozgásának sebességét az L3 gyorsítótárból a CPU magjaiba.

Ezért, ha megnézzük, a CPU csengetési arányának növelése növeli az adatátvitel sebességét az L3 gyorsítótárból a jobb teljesítményt nyújtó CPU magokba.

A CPU csengetési aránya befolyásolja a túlhajtási teljesítményt?

Ha túlhúzással manuálisan növeli a CPU órajel-frekvenciáját, megnő a sebesség, amellyel a magok képesek feldolgozni az adatokat. Az adatok magokhoz való eljuttatásáért felelős gyűrűs busz sebessége azonban változatlan marad, ha a CPU csengetési arányát nem növelik, ami a teljesítmény szűk keresztmetszetét okozza. Ezért a CPU csengetési arányának növelése jobb teljesítményt nyújt túlhajtáskor.

Amikor az Intel kiadta legújabb Raptor Lake 13. generációs processzorait, növelte a csengetési frekvenciát, és akár öt százalékkal magasabb képkockasebességet kínált.

Fontos azonban megérteni, hogy a CPU gyűrűarányának növelése növeli a CPU szerszám által generált hőt, mivel a gyűrű magasabb frekvencián működik, mivel a tranzisztorok gyorsabban váltanak. Ezenkívül, mivel a gyűrűs busz adatátvitelt végez az összes mag között, a szinkronizálás eltérése több kék halálos képernyőhöz vezethet.

Ezért, ha megnézzük, a csengetési arány növelése jobb teljesítményt kínál, de rendszerstabilitási problémákhoz vezethet.

Amikor a processzor magsebessége automatikusan növekszik turbo boost technológiák alkalmazásával, a csengetési sebesség is megnő. Kézi túlhajtás esetén a csengetési arányt manuálisan kell növelni.

Megéri túlhajtani a CPU csengetési arányát?

A rendszer csengetési arányának túlhajtása jobb teljesítményt nyújthat. A megfelelő CPU-arány meghatározása azonban nehéz lehet, tekintettel az összes mag közötti adatátvitel összetett természetére.

Ezért, ha azt tervezi, hogy a rendszert a korlátok közé szorítja, próbálja meg megtalálni a tökéletes CPU-arányt, és ha stabil túlhajtással rendelkezik, beállíthatja a CPU csengetési arányát a még jobb teljesítmény érdekében.