Тактовая частота

Быстродействие процессора во многом зависит от тактовой частоты, обычно измеряемое в мегагерцах (МГц). Тактовая частота определяется параметрами кварцевого резонатора. Под воздействие электрического напряжения в кристалле кварца возникают колебания электрического тока с частой, определяемой формой и размерами кристалла. Частота этого переменного тока и называется тактовой частотой. Наименьшей единицей времени для процессора, как для логического устройства является период тактовой частоты или просто такт. На каждую операцию (выполнение команды) процессор затрачивает некоторое количество тактов. Естественно, чем выше тактовая частота процессора, тем производительнее он работает, так как в единицу времени происходит большее количество татов и выполняется большее количество команд. Естественно, более новые процессоры работают на все более высоких тактовых частотах (это достигается, в частности, улучшением технологии их изготовления) показываю большую производительность.

Но тактовая частота не единственный фактор, определяющий производительность процессора. Ведь количество тактов, затрачиваемое на выполнение команд тоже можно менять. И если первые х86 процессоры на выполнение одной команды тратили в среднем около 12 тактов, в 286 и 386 этот показатель в среднем составлял около 4,5 тактов, в 486 - около 2 тактов, то в современных процессорах в среднем выполняется одна команда за такт (процессор Pentium) и даже несколько (около 3-х) в процессорах семейства Pentium!!! (за счет параллельного исполнения команд).

Различное количество тактов, затрачиваемое процессорами на выполнение команд, затрудняет их сравнение с использованием только лишь тактовой частоты. Среднее количество операций выполняемое за один такт работы процессора принято называть производительностью. Как вы уже наверное догадались теоретически сравнивать два процессора нужно рассматривая быстродействие и тактовую частоту работы в совокупности: чем меньше тактов затрачивает в среднем процессор на исполнение команды, тем выше его эффективность (производительность) даже при неизменной тактовой частоте. Например: 486 процессор (в среднем 2 такта на команду) на частоте 133 МГц работает даже медленнее, чем процессор Pentium (в среднем 1 такт на команду) на частоте 75МГц. Оценивать реальную производительность процессора в сравнении с другими весьма непросто, и нужно понимать, что такое сравнение во многом зависит от той задачи, которую процессор решает.

Перечисленные выше характеристики во многом отражают эффективность процессора. Но есть еще целый ряд характеристик, описывающих внутреннюю архитектуру процессора.