ЦП и тактовая частота

Насколько я понимаю, процессоры генерируют электрические импульсы с помощью кристалла кварца. Скорость генерации импульсов (с учетом различных множителей) дает скорость обработки, от которой работают все компоненты (2, 3, 4 ГГц и т. д.).

Означает ли это, что эти электрические импульсы управляют всеми компонентами ЦП? т.е. является ли тактовая частота входом электричества для ЦП, где транзисторы включаются и выключаются (потенциально) с тактовой частотой? Значит, тактовая частота 3 ГГц означает, что транзисторы могут включаться и выключаться 3 миллиарда раз в секунду? Или я неправильно истолковал?

Кроме того, когда кристалл кварца генерирует этот электрический импульс, что именно с ним происходит и что он делает?

Это зависит от вашего процессора и его архитектуры. возможно эта ссылка вам поможет: en.wikipedia.org/wiki/Clock_signal

Ответы (2)

На самом деле тактовый цикл не говорит о скорости, с которой может переключаться один транзистор, а о том, сколько времени требуется сигналу для прохождения самого медленного/самого длинного пути. Одиночный КМОП-транзистор в современном ЦП может переключаться со скоростью, намного превышающей тактовую частоту, используемую в ЦП, но тактовая частота зависит не только от скорости переключения транзистора, но и от времени прохождения сигнала. В этом весь смысл разделения процессора на более короткие этапы (конвейерная обработка), чтобы уменьшить длину, которую должен пройти сигнал, прежде чем завершить выполнение определенной задачи. Эта длина в зависимости от скорости потока электронов будет определять самую большую задержку распространения и, таким образом, ограничивать максимальные часы системы.

По сути, да — эти электрические импульсы управляют всеми компонентами процессора. В наши дни кварцевый опорный сигнал управляет PLL, который может умножать опорный сигнал. Таким образом, у вас нет кристалла 3 ГГц в вашем ПК!

Это основа «синхронной логики» — схемы, которые синхронизируются тактовым сигналом. В идеале каждый переход в схеме является одновременным, но на самом деле существуют задержки и время настройки, которые ограничивают максимальную скорость, с которой может работать схема. Чтобы ограничить эти проблемы, тактовый сигнал тщательно распределяется по системе — разработчики используют моделирование для анализа синхронизации.

Существуют такие вещи, как асинхронные схемы, но я бы сказал, что все современные процессоры — это синхронные схемы с глобальными часами.

Спасибо, карвеоне. Какой вход получает кристалл - постоянный или переменный? Из чтения в Интернете я знаю, что регулятор напряжения ЦП изменяет основное входное напряжение компьютера на желаемое входное напряжение, которое хочет ЦП, я просто не знаю, что это за входное напряжение? Некоторые источники, которые я читал, говорят, что кварцевый генератор имеет вход переменного тока, но затем я обнаружил, что кварцевые кристаллы также используют вход постоянного тока и дают выход переменного тока.
Возможно, стоит отметить, что транзисторы могут переключаться быстрее, чем часы, что часы используются в точках защелки (например, между этапами конвейера).
Кристалл действует как цепь RLC с точной резонансной частотой. На PIC, который я использую, кварц является частью контура обратной связи инвертора. Таким образом, он получает прямоугольную волну 1-0-1-0-1...и т.д. Итак, DC и AC ;-) Последовательность 10101... соответствует частоте кристалла через определенный период (время запуска). Боюсь, я не математический человек, но я полагаю, что если вы сравните кристалл с камертоном, вам все время придется ударять по вилке, чтобы он продолжал звонить. Это все, что я знаю!
ЦП и тактовая частота
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v