Тактовые частоты и производительность
Повышение производительности компьютера возможно через увеличение частоты шины, внешней и внутренней частоты процессора.
Как уже упоминалось ранее, самый лучший и простой способ увеличить производительность системы — это увеличить частоту шины. Однако это можно осуществить только в том случае, если данную возможность допускает конкретная модель материнской платы. В противном случае следует ограничиться повышением тактовой частоты процессора. Внутренняя частота процессора задается через коэффициент умножения внешней частоты. Это так называемый множитель.
Следует отметить, что внутренняя частота процессора — это частота, на которой он выполняет операции внутри самого полупроводникового кристалла. А внешняя частота — это частота host-шины (FSB, SB, CPU Bus), т. е. частота, на которой работают чипсет, кэш-память, оперативная память. Другие составляющие компьютера, например контроллеры устройств, работают на частотах шин, через которые они подключены к системе, например, через шины PCI и AGP. Причем для шины PCI рабочая частота, как правило, составляет половину частоты host-шины. Для некоторых материнских плат — половину или треть, в зависимости от величины частоты. Возможны и другие коэффициенты деления частоты host-шины. Современные видеоадаптеры в компьютерах с процессорами Pentium II, Pentium III и аналогичных, как правило, подключены к остальным частям компьютера через шину AGP, частота которой также зависит от частоты host-шины. Все это означает, что изменение частоты host-шины ведет к изменению пропускной способности шин PCI и AGP и, в конечном счете, к изменению производительности всей системы компьютера.
Взаимосвязь частот можно проследить на примере процессора Intel Pentium-166. Внутренняя частота данного процессора, на которую он рассчитан и на которой рекомендуется выполнять внутреннюю обработку данных, составляет, как это следует из названия, 166 МГц. Эта частота задается внешней частотой — частотой host-шины и множителем. При частоте шины 66 МГц множитель должен составлять 2,5 (2,5 х 66 МГц составляет 166 МГц). То есть, если процессор работает на тактовой частоте в Л'раз больше, чем частота host-шины, то внутренняя частота задается соотношением:
Частота host-шины х Х= Внутренняя частота процессора, где X— множитель. В приведенном примере частота PCI-шины — 33 МГц.
Для процессора Intel Pentium-150 внутренняя частота — 150 МГц, внешняя — 60 МГц, множитель — 2,5, частота PCI — 30 МГц.
Множитель для процессоров Intel Pentium и аналогичных процессоров других фирм обычно задается специальными перемычками на материнской плате. Реже он устанавливается в BIOS Setup.
В следующих таблицах приведен список популярных процессоров, их частоты, а также коэффициенты умножения внешней частоты.
Процессоры Intel Pentium
Процессор
|
Частота, внутренняя
/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение внешнее/ядра, В
|
Pentium-60
|
60/60
|
1
|
3,5/3,5
|
Pentium-66
|
66/66
|
1
|
3,5/3,5
|
Pentium-75
|
75/50
|
1,5
|
3,5/3,5
|
Pentium-90
|
90/60
|
1,5
|
3,5/3,5
|
Pentium-100
|
100/66
|
1,5
|
3,5/3,5
|
Pentium-120
|
1 20/60
|
2
|
3,5/3,5
|
Pentium-133
|
133/66
|
2
|
3,5/3,5
|
Pentium-150
|
150/60
|
2,5
|
3,5/3,5
|
Pentium-166
|
166/66
|
2,5
|
3,5/3,5
|
Pentium-180
|
180/60
|
3
|
3,5/3,5
|
Pentium-200
|
200/66
|
3
|
3,5/3,5
|
Pentium MMX-1 66
|
166/66
|
2,5
|
3,3/2,8
|
Pentium MMX-200
|
200/66
|
3
|
3,3/2,8
|
Pentium MMX-233
|
233/66
|
3,5
|
3,3/2,8
|
Процессоры Intel Pentium II
Процессор
|
Частота, внутренняя
/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение питания ядра, В
|
Pentium II-233
|
233/66
|
3,5
|
2,8
|
Pentium II-266
|
266/66
|
4
|
2,8
|
Pentium II-266
|
266/66
|
4
|
2,0
|
Pentium II-300
|
300/66
|
4,5
|
2,8
|
Pentium II-300
|
300/66
|
4,5
|
2,0
|
Pentium II-333
|
333/66
|
5
|
2,0
|
Pentium И-350
|
350/100
|
3,5
|
2,0
|
Pentium II-400
|
400/100
|
4
|
2,0
|
Pentium II-450
|
450100
|
4,5
|
2,0
|
Процессоры Intel Celeron
Процессор
|
Частота, внутренняя
/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение питания ядра, В
|
Celeron-266
|
266/66
|
4
|
2,0
|
Celeron-300
|
300/66
|
4,5
|
2,0
|
Celeron-ЗООА
|
300/66
|
4,5
|
2,0
|
Celeron-333
|
333/66
|
5
|
2,0
|
Celeron-366
|
366/66
|
5,5
|
2,0
|
Celeron-400
|
400/66
|
6
|
2,0
|
Celeron-433
|
433/66
|
6,5
|
2,0
|
Celeron-466
|
466/66
|
7
|
2,0
|
Celeron-500
|
500/66
|
7,5
|
2,0
|
Celeron-533
|
533/66
|
8
|
2,0
|
Celeron-533A
|
533/66
|
8
|
1,5
|
Celeron-566
|
566/66
|
8,5
|
1,5
|
Celeron-600
|
600/66
|
9
|
1,5
|
Celeron-633
|
600/66
|
9,5
|
1,65
|
Celeron-667
|
600/66
|
10
|
1,65
|
Celeron-700
|
600/66
|
10,5
|
1,65
|
Процессоры Pentium III (SECC2)
Процессор
|
Частота, внутренняя
/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение питания ядра, В
|
Pentium III-450
|
450/100
|
4,5
|
2,0
|
Pentium III-500
|
500/100
|
5
|
2,0
|
Pentium III-533B
|
533/133
|
4
|
2,0
|
Pentium III-533EB
|
533/133
|
4
|
1,65
|
Pentium III-550
|
550/100
|
5,5
|
2,0
|
Pentium III-550E
|
550/100
|
5,5
|
1,65
|
Pentium III-600
|
600/100
|
6
|
2,05
|
Pentium III-600B
|
600/133
|
4,5
|
2,05
|
Pentium III-600E
|
600/100
|
6
|
1,65
|
Pentium III-600EB
|
600/133
|
4,5
|
1,65
|
Pentium III-650
|
650/100
|
6,5
|
1,65
|
Pentium III-667
|
667/133
|
5
|
1,65
|
Pentium III-700
|
700/100
|
7
|
1,65
|
Pentium III-733
|
733/133
|
5,5
|
1,65
|
Pentium III-750
|
750/100
|
7,5
|
1,65
|
Pentium III-800
|
800/100
|
8
|
1,65
|
Pentium III-800EB
|
800/133
|
6
|
1,65
|
Pentium III-850
|
850/100
|
8,5
|
1,65
|
Pentium III-866
|
866/133
|
6,5
|
1,65
|
Pentium III-933
|
933/133
|
7
|
1,7
|
Pentium III-1.0В ГГц
|
1. OB ГГц
|
7,5
|
1,7
|
Процессоры Pentium III (PGA370)
Процессор
|
Частота, внутренняя
/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение питания ядра, В
|
500E
|
500/100
|
100
|
1,6
|
533EB
|
533/133
|
4
|
1,65
|
550E
|
550/100
|
5,5
|
1,6
|
600E
|
600/100
|
6
|
1,65
|
600EB
|
600/133
|
4,5
|
1,65
|
650
|
650/100
|
6,5
|
1,65
|
667
|
667/133
|
5
|
1,65
|
700
|
700/100
|
7
|
1,65
|
733
|
733/133
|
5,5
|
1,65
|
750
|
750/100
|
7,5
|
1,65
|
800
|
800/100
|
8
|
1,65
|
800ЕВ
|
800/133
|
6
|
1,65
|
850
|
850/100
|
8,5
|
1,65
|
866
|
866/133
|
6,5
|
1,65
|
933
|
933/133
|
7
|
1,65
|
Процессоры AMD K5/K6
Процессор
|
Частота, внутренняя/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение внешнее/ядра, В
|
AMD-K5 PR75
|
75/50
|
1,5
|
—
|
AMD-K5 PR90
|
90/60
|
1,5
|
|
AMD-K5PR100
|
100/66
|
1,5
|
|
AMD-K5PR120
|
120/60
|
2
|
|
AMD-K5PR133
|
133/66
|
2
|
—
|
K5PR166
|
166/66
|
2,5
|
3,5/3,5
|
K6-166(Model6)
|
166/66
|
2,5
|
3,3/2,9
|
К6-200 (Model 6)
|
200/66
|
3
|
3,3/2,9
|
К6-200 (Model 7)
|
200/66
|
3
|
3,3/2,2
|
К6-233 (Model 6)
|
233/66
|
3,5
|
3,3/3,2
|
K6-233 (Model 7)
|
233/66
|
3,5
|
3,3/2,2
|
K6-266
|
266/66
|
4
|
3,3/2,2
|
K6-300
|
300/66
|
4,5
|
3,45/2,2
|
K6-3D-300
|
300/100
|
3
|
3,3/2,2
|
K6-3D-333
|
333/95
|
3,5
|
3,3/2,2
|
K6-2-266
|
266/66
|
4
|
3,3/2,2 (2,4)
|
K6-2-300
|
300/100
|
3
|
3,3/2,2 (2,4)
|
K6-2-333
|
333/95
|
3,5
|
3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-350
|
350/100
|
3,5
|
3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-366
|
366/66
|
5,5
|
3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-380
|
380/95
|
4
|
3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-400
|
400/66
|
6
|
3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-400
|
400/100
|
4
|
3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-450
|
450/100
|
4,5
|
3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-475 К6-2-500
|
475/95 500/100
|
5 5
|
3,3/2,2 (2,4) 3,3/2,2 (2,4)
|
К6-2-533 K6-III-400
|
533/97 400/100
|
5,5 4
|
3,3/2,2 (2,4) 3,3/2,2 (2,4)
|
K6-III-450
|
450/100
|
4,5
|
3,3/2,2 (2,4)
|
Процессоры AMD Athlon (0,25 микрон — Model 1)
Частота процессора, МГц
|
Частота системной шины, МГц
|
Напряжение питания, В
|
500
|
200
|
1,6
|
550
|
200
|
1,6
|
600
|
200
|
1,6
|
650
|
200
|
1,6
|
700
|
200
|
1,6
|
Процессоры AMD Athlon (0,18 микрон — Model 2)
Частота процессора, МГц
|
Частота системной шины, МГц
|
Напряжение питания, В
|
550
|
200
|
1,6
|
600
|
200
|
1,6
|
650
|
200
|
1,6
|
700
|
200
|
1,6
|
750
|
200
|
1,6
|
800
|
200
|
1,7
|
850
|
200
|
1.7
|
900
|
200
|
1,8
|
950
|
200
|
1,8
|
1000
|
200
|
1,8
|
Процессоры AMD Athlon (0,18 микрон — Model 4 (256 Кбайт L2 на кристалле)
Частота процессора, МГц
|
Частота системной шины, МГц
|
Напряжение питания, В
|
650
|
200
|
1,7
|
700
|
200
|
1,7
|
750
|
200
|
1,7
|
800
|
200
|
1,7
|
850
|
200
|
1,7
|
900
|
200
|
1,75
|
950
|
200
|
1,75
|
1000
|
200
|
1,75
|
Процессоры AMD Duron
Частота процессора, МГц
|
Частота системной шины, МГц
|
Напряжение питания, В
|
550
|
200
|
1,5
|
600
|
200
|
1,5
|
650
|
200
|
1,5
|
700
|
200
|
1,5
|
Процессоры AMD Thunderbird
Частота
процессора, МГц
|
Частота
системной шины, МГц |
Напряжение
питания, В |
650
|
200
|
1,7
|
700
|
200
|
1,7
|
750
|
200
|
1,7
|
800
|
200
|
1,7
|
850
|
200
|
1,7
|
900
|
200
|
1,75
|
950
|
200
|
1,75
|
1000 |
200 |
1,75 |
Процессоры Cyrix/IBM 6x86
Процессор
|
Частота, внутренняя/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение внешнее/ядра, В
|
Cyrix 6x86 Р1 20+
|
1 00/50
|
2
|
|
Cyrix 6x86 Р 133+
|
110/55
|
2
|
|
Cyrix 6x86 Р150+
|
120/60
|
2
|
-- |
Cyrix6x86P166+
|
133/66
|
2
|
--
|
Cyrix 6x86 Р200+
|
150/75
|
2
|
—
|
6x86LPR166+
|
133/66
|
2
|
3,3/2,8
|
6x86L PR200+
|
150/75
|
2
|
3,3/2,8
|
6x86MXPR166
|
150/60
|
2,5
|
3,3/2,9
|
6x86MX PR200
|
166/66
|
2,5
|
3,3/2,9
|
6x86MXPR166
|
133/66
|
2
|
3,3/2,9
|
6x86MX PR200
|
150/75
|
2
|
3,3/2,9
|
6x86MX PR233
|
188/75
|
2,5
|
3,3/2,9
|
6x86MX PR266
|
208/83
|
2,5
|
3,3/2,9
|
М II 300
|
233/66
|
3,5
|
3,3/2,9
|
М II 300
|
225/75
|
3
|
3,3/2,9
|
М II 333
|
250/83
|
3
|
3,3/2,9
|
6X86MXPR166
|
133/66
|
2
|
3,3/2,9
|
6х86МХ PR200
|
150/75
|
2
|
3,3/2,9
|
6х86МХ PR233
|
166/83
|
2
|
3,3/2,6
|
6х86МХ PR233
|
166/83
|
2
|
3,3/2,9
|
6х86МХ PR266
|
208/83
|
2,5
|
3,3/2,9
|
6х86МХ PR300
|
233/66
|
3,5
|
3,3/2,9
|
6х86МХ PR333
|
250/83
|
3
|
3,3/2,9
|
6х86МХ PR333
|
250/100
|
2,5
|
3,3/2,9
|
Процессоры IDT
Процессор
|
Частота, внутренняя
/внешняя, МГц
|
Коэффициент умножения
|
Напряжение внешнее/ядра, В
|
C6-DS180GAEM
|
180/60
|
3
|
3,52/3,52
|
C6-DS200GAEM
|
200/66
|
3
|
3,52/3,52
|
C6-DS225GAEM
|
225/75
|
3
|
3,52/3,52
|
WinChip2-3DE200GA
|
200/66
|
3
|
3,52/3,52
|
WinChip2-3DE225GA
|
225/75
|
3
|
3,52/3,52
|
WinChip2-3DE240GA
|
240/60
|
4
|
3,52/3,52
|
В таблице приведены только стандартные, установленные по умолчанию, параметры. Но, меняя эти параметры, можно достичь существенного выигрыша в производительности.
Однако следует помнить, что для достижения максимальной производительности в первую очередь необходимо повысить частоту host-шины или, по крайней мере, устанавливая параметры выбранного режима, постараться не уменьшить ее величину.
Например, изменив комбинацию установочных перемычек, задающих внутреннюю частоту процессора 166 МГц (2,5 х 66 МГц) на 180 МГц (3 х 60 МГц), пользователь рискует уменьшить реальную производительность системы. Казалось бы, частота работы процессора увеличилась с 166 МГц до 180 МГц, следовательно, будет выигрыш в производительности. Действительно, производительность процессора, по всей видимости, возрастет. Но нельзя забывать и о другом важном параметре — внешней частоте — частоте host-шины. Именно она и играет одну из главных ролей в процессе передачи данных между процессором и памятью (кэш, ОЗУ), а также определяет работу остальных подсистем, т. е. оказывает значительное влияние на общую производительность всей системы компьютера. А что касается роста производительности процессора, то в данном случае этот рост касается, в основном, операций, не требующих интенсивного обмена данными с памятью и другими подсистемами компьютера.
При переходе от частоты 133 МГц (2 х 66 МГц) к 150 (3 х 50 МГц) также возможна некоторая потеря реального быстродействия системы.
В приведенных примерах за счет роста внутренней частоты процессора он действительно будет работать более интенсивно. Однако ввиду уменьшения частоты шины произойдет сокращение скорости передачи данных. Упадет также и производительность компьютера на задачах, требующих интенсивного обмена процессора с ОЗУ и кэш-памятью.
Следует напомнить, что официально процессоры Pentium, Pentium Pro и AMD K5 используют внешние частоты 50, 60 и 66 МГц. Выбор частоты зависит от процессора и чипсета. Для процессоров 6x86 — 50, 55, 60, 66 и 75 МГц. Однако существуют материнские платы, которые позволяют реализовать внешние частоты большие, чем принято — так называемые "недокументированные частоты". Это частоты — 75 и 83 МГц. Хотя, следует отметить, что существуют платы с документированной частотой 75 МГц, т. е. производитель материнской платы гарантирует работоспособность элементов платы на этой частоте. Это, например, некоторые платы фирмы ASUSTeK.
Используя нестандартную частоту 75 МГц для процессоров и чипсетов фирмы Intel, можно попытаться увеличить производительность компьютера разгоном процессоров Pentium даже без увеличения внутренней частоты. Примером может служить процессор Pentium-150: от 150 МГц (2,5 х 60 МГц) к 150 МГц (2 х 75 МГц). Из всего вышесказанного следует, что производительность компьютера возрастет, однако без увеличения внутренней тактовой частоты процессора и, практически, без изменения его теплового режима. Однако следует отметить, что возрастет нафузка на оперативную и кэш- память, которые будут вынуждены работать на более высокой тактовой частоте — разгон памяти (и некоторых других подсистем).
Чтобы изменить тактовую частоту host-шины, необходимо обратиться к документации по материнской плате. Там можно найти всю информацию по этому поводу. А именно: какие перемычки (jumpers) отвечают за эту частоту, какую комбинацию необходимо выбрать, чтобы установить требуемую частоту, если возможно, то и множитель.
Использование повышенных частот, 75 МГц и 83 МГц, может привести к некоторым последствиям, о которых следует знать до выполнения процедуры разгона.
При использовании частот 75 МГц и 83 МГц шина PCI будет работать, как правило, на частотах — 37,5 МГц и на 41,6 МГц соответственно. Данные частоты могут сказаться на работе, например, видеоадаптера, установленного на шине PCI, и контроллера дисков, подключенного через ту же шину PCI. При повышенных частотах — в форсированных режимах — некоторые устройства сохраняют работоспособность. Однако, выполняя свои функции при возросших частотах, они могут сильно нагреваться. В этом случае следует как-то реализовать их достаточное охлаждение. Другие — могут работать нестабильно. В этом случае придется либо отказаться от использования повышенных частот, либо заменить устройства такими, которые более приспособлены к работе на этих частотах.
Скорость EIDE-контроллера зависит не только от режима РЮ или DMA, но и существенно зависит от частоты шины PCI. Именно поэтому выгодно использовать повышенные частоты. Но существуют примеры, когда жесткие диски устойчиво и быстро работают при частоте 75 МГц, а при повышении частоты до 83 МГц резко снижается их производительность, например, до РЮ 2. То же самое можно сказать и по поводу CD-ROM-дисководов. Конечно, такие режимы нежелательны, т. к. в этом случае общая производительность системы снизится.
Пользователя может также ожидать проблема с памятью. При частоте 83 МГц возможно использование только памяти типа SDRAM или специальной High-End EDO DRAM. Но бывают и исключения, когда некоторые модули памяти, вопреки своему типу и происхождению, сохраняют работоспособность на повышенных частотах. Однако лучше все-таки применять те типы памяти, которые рассчитаны на работу при высоких частотах.
|