Taktowanie

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Inne znaczenia Ten artykuł dotyczy sprzętu komputerowego. Zobacz też: taktowanie w muzyce.

Taktowanie – sposób sterowania pracą układów cyfrowych, polegający na dostarczeniu przez zegar sygnału elektrycznego (w założeniu zwykle prostokątnego) o określonej częstotliwości (częstotliwość taktowania).

Układy takie (np. mikroprocesory, kości pamięci) wykonują jedną podstawową, jednostkową operację za każdym razem kiedy dotrze do nich impuls taktujący. Tak więc np. procesor taktowany częstotliwością 1 GHz wykonuje 1 miliard podstawowych operacji w ciągu sekundy. Taka pojedyncza operacja nie powinna być mylona z wykonaniem pojedynczego rozkazu, gdyż zwykle w celu jego wykonania procesor musi zrealizować kilka operacji, w związku z czym wykonanie rozkazu zajmuje kilka taktów.

Technologie takie jak DDR i QDR, które umożliwiają pracę dwukrotnie, a nawet czterokrotnie szybszą niż wynosi częstotliwość taktowania - dzięki temu, że operacje wykonywane są nie tylko w czasie narastania sygnału taktującego (na zboczu rosnącym), ale także w czasie jego opadania (na zboczu opadającym), a nawet "na wierzchu" i "na spodzie" sygnału taktującego.

Częstotliwość cyklu zegarowego[edytuj | edytuj kod]

Częstotliwość cyklu zegarowego (ang. clock rate) to podstawowa szybkość, w cyklach na sekundę, z jaką komputer wykonuje podstawowe operacje, typu dodawanie dwóch liczb czy przenoszenie wartości z jednego rejestru do drugiego.

Częstotliwość cyklu zegarowego komputera jest normalnie określana przez częstotliwość generatora sygnału zegarowego, stabilizowaną zazwyczaj rezonatorem kwarcowym. Pierwszy IBM PC z 1981 r. miał częstotliwość cyklu zegarowego 4,77 MHz (prawie 5 mln cykli na sekundę). W 1995 r. Intel Pentium pracował z szybkością 100 MHz (100 mln cykli na sekundę), pod koniec 2004 r. (a więc w niemal dziesięć lat później) szybkość niektórych procesorów przekroczyła wyraźnie 3 GHz (3 mld cykli na sekundę), czyli 700 razy więcej. W 2006 roku firma IBM opracowała układ, który może być taktowany z prędkością 500 GHz przy temperaturze bliskiej zeru absolutnemu (w temperaturze pokojowej częstotliwość robocza spada do 350 GHz)[1].

Częstotliwość cyklu zegarowego jest przydatna jedynie przy dokonywaniu porównywań między chipami komputerowymi z tej samej rodziny. IBM PC z procesorem Intel Pentium pracującym z częstotliwością 3 GHz jest w przybliżeniu trzykrotnie szybszy niż komputer z taką samą jednostką centralną i pamięcią pracujący z zegarem 1 GHz. Jest jednak wiele innych czynników, które należy uwzględniać przy porównywaniu różnych komputerów. Szybkość zegara nie powinna być stosowana przy porównywaniu różnych komputerów czy różnych rodzin procesorów. Powinno się raczej stosować specjalne testy (benchmarki). Szybkość zegara może być bardzo myląca, gdyż ilość obliczeń, jaką mogą wykonać różne chipy komputerowe w jednym cyklu zegara, jest zróżnicowana. Przykładowo, jednostki centralne typu RISC mają prostsze instrukcje niż jednostki typu CISC (ale większą częstotliwość), a procesory przetwarzania potokowego wykonują więcej niż jedną instrukcję w cyklu.

Przypisy