Частота графического процессора на что влияет

Тактовая частота графического процессора видеокарты

Тактовая частота графического процессора, наряду с ПСП памяти являются наиболее важными характеристиками современных видеокарт. В данной статье мы поговорим именно о частотных показателях графического процессора (GPU) и рассмотрим влияние этой характеристики на результирующую производительность видеокарты .

Графический процессор

Для начала скажем несколько слов о предмете нашего обсуждения – графическом процессоре. GPU – это устройство, которое выполняет просчёт (рендеринг) графики, то есть принимает самое активное участие, при построении изображения. За счёт особенностей архитектуры графический процессор гораздо эффективнее справляется с задачами по обработке графики, нежели центральные процессоры. GPU может быть реализован в составе видеокарты или в гибридных процессорах (интегрированный на кристалл процессора), реже может быть в составе северного моста на материнской плате .

Тактовая частота GPU

О графическом процессоре мы немного поговорили, теперь можем переходить к основной теме – тактовой частоте GPU.

Измеряется тактовая частота графического процессора в мегагерцах, впрочем как и у центральных процессоров . Но усредненные показатели частоты GPU на сегодняшний день гораздо ниже, чем у CPU и составляют порядка 900-1100МГц для топовых моделей.

Опять же, как и в центральных процессорах, чем выше частота, тем больше задач может выполнить процессор в единицу времени. Поэтому тактовая частота GPU напрямую влияет на производительность видеокарты.

У технически одинаковых графических процессоров увеличение частотных показателей приводит к пропорциональному росту результирующей производительности.

Если мы рассмотрим две топовые конкурентные модели от Nvidia и AMD, к примеру возьмём усреднённые показатели, таких девайсов, как видеокарта Asus Radeon HD7970 и Nvidia GTX 680, то мы увидим следующую картину:

• частота GPU HD 7970 составляет 925 МГц (при реальной частоте видеопамяти 1375 МГц и ширине шины 384 бита);
• частота GPU GTX 680 составляет 1006МГц (при реальной частоте видеопамяти 1502 Мгц и ширине шины 256 бит).

Тут приведены средние показатели без конкретных моделей, просто для отображения общей тенденции. Так как мы хорошо знаем про неявно выраженную лидерскую позицию среди этих двух видеокарт, то можем с помощью этого немного порассуждать о влиянии частоты GPU на производительность.

Оценивая сугубо частотные показатели мы видим 925 и 1006 МГЦ в разнице частотных показателей, что довольно таки существенно. Учитывая примерно паритетные показатели производительности как у Radeon HD 7970, так и Nvidia GTX 680 – можно констатировать всю ту же зависимость от комплексности характеристик. То есть более низкая частота видеочипа у HD 7970 компенсируется другими характеристиками, которые раскроют видеокарту лучше, в определенных видах нагрузок. Поэтому при выборе видеокарты нужно подбирать модель по комплексу характеристик, а не только по одному объёму видеопамяти или частоте графического процессора.

Так что еще раз подчеркну, что комплексность параметров – превыше всего, главное не концентрироваться на чем-то одном.

На что влияет частота памяти видеокарты

Видеопамять — одна из самых главных характеристик видеокарты. Она имеет очень сильное влияние на общую производительность, качество выдаваемой картинки, её разрешение, и главным образом на пропускную способность видеокарты, о которой вы узнаете, прочитав данную статью.

Влияние частоты видеопамяти

Специальная встроенная в видеокарту оперативная память называется видеопамятью и в своей аббревиатуре вдобавок к DDR (удвоенная передача данных) содержит букву G в начале. Это даёт понять, что речь идёт именно о GDDR (графическая удвоенная передача данных), а не о каком-то другом типе оперативной памяти. Данный подтип ОЗУ обладает более высокими частотами по сравнению с обычной оперативной памятью, установленной в любой современный компьютер, и обеспечивает достаточное быстродействие графического чипа в целом, давая ему возможность работать с большими объёмами данных, которые нужно обработать и вывести на экран пользователя.

Пропускная способность памяти

Тактовая частота видеопамяти непосредственно влияет на её пропускную способность (ПСП). В свою очередь, высокие значения ПСП часто помогают добиться лучших результатов в производительности большинства программ, где необходимо участие или работа с 3D-графикой — компьютерные игры и программы для моделирования и создания трёхмерных объектов являются подтверждением данному тезису.

Ширина шины памяти

Тактовая частота видеопамяти и её влияние на производительность видеокарты в целом находится в прямой зависимости от другого, не менее важного компонента графических адаптеров — ширины шины памяти и её частоты. Из этого следует, что при выборе графического чипа для вашего компьютера необходимо обращать внимание и на эти показатели, чтобы не разочароваться в общем уровне производительности своей рабочей или игровой компьютерной станции. При невнимательном подходе легко попасть на удочку маркетологов, установивших в новый продукт своей компании 4 ГБ видеопамяти и 64-битную шину, которая будет очень медленно и неэффективно пропускать через себя такой огромный поток видеоданных.

Необходимо соблюдение баланса между частотой видеопамяти и шириной её шины. Современный стандарт GDDR5 позволяет сделать эффективную частоту видеопамяти в 4 раза большей от её реальной частоты. Можете не переживать, что вам постоянно придётся осуществлять подсчёты эффективной производительности видеокарты в голове и держать эту простую формулу умножения на четыре в уме — производитель изначально указывает умноженную, то есть настоящую частоту памяти видеокарты.

В обычных, не предназначенных для специальных вычислений и научной деятельности графических адаптерах используются шины памяти от 64 до 256 бит шириной. Также в топовых игровых решениях может встретиться шина шириной в 352 бита, но одна только цена подобной видеокарты может составлять стоимость полноценного ПК средне-высокого уровня производительности.

Если вам нужна «затычка» под слот для видеокарты на материнской плате для работы в офисе и решения исключительно офисных задач по типу написания отчёта в Word, создания таблицы в Excel (ведь даже просмотр видео с такими характеристиками будет затруднителен), то вы можете с уверенностью приобретать решение с 64-битной шиной.

В любых других случаях необходимо обращать внимание на 128-битную шину или 192, а лучшим и самым производительным решением будет шина памяти в 256 бит. Такие видеокарты в большинстве своём имеют достаточный запас видеопамяти с высокой её частотой, но бывают и недорогие исключения с 1 ГБ памяти, чего для сегодняшнего геймера уже недостаточно и надо иметь как минимум 2 ГБ карточку для комфортной игры или работы в 3D-приложении, но тут уж можно смело следовать принципу «чем больше, тем лучше».

Расчёт ПСП

К примеру, если у вас есть видеокарта оснащённая памятью GDDR5 с эффективной тактовой частотой памяти 1333 МГц (чтобы узнать реальную частоту памяти GDDR5, необходимо эффективную поделить на 4) и с 256-битной шиной памяти, то она будет быстрее видеокарты с эффективной частотой памяти 1600 Мгц, но с шиной в 128 бит.

Чтобы рассчитать пропускную способность памяти и затем узнать, насколько производительный у вас видеочип, необходимо прибегнуть к данной формуле: ширину шины памяти умножаем на частоту памяти и полученное число делим на 8, ведь именно столько бит в байте. Полученное число и будет нужным нам значением.

Вернёмся к нашим двум видеокартам из примера выше и рассчитаем их пропускную способность: у первой, лучшей видеокарты, но с меньшим показателем тактовой частоты видеопамяти она будет следующей — (256*1333)/8 = 42,7 ГБ в секунду, а у второй видеокарты всего лишь 25,6 ГБ в секунду.

Вы также можете установить программу TechPowerUp GPU-Z, которая способна выводить развёрнутую информацию об установленном в ваш компьютер графическом чипе, в том числе и объём видеопамяти, её частоту, битность шины и пропускную способность.

Вывод

Исходя из информации выше, можно понять, что частота видеопамяти и её влияние на эффективность работы находится в прямой зависимости от ещё одного фактора — ширины памяти, вместе с которой они создают значение пропускной способности памяти. Она и влияет на скорость и количество передаваемых данных в видеокарте. Надеемся, что эта статья помогла вам узнать что-то новое о строении и работе графического чипа и дала ответы на интересующие вопросы.

Интересные цифры. Как росла частота видеопроцессоров

История развития видеокарт не менее интересна, чем история процессоров. От первых видеокарт, с трудом рисующих 16 цветов, до сегодняшних “монстров” с гигабайтами памяти и частотой GPU под 2 ГГц. Давайте вспомним самые интересные видеокарты и то, как росла частота их GPU год за годом.

Первые видеокарты

Первые видеокарты, которые хотелось бы упомянуть, это CGA и MDA, появившиеся вместе с платформой IBM PC в начале 80-х годов. CGA, первый цветной видеоадаптер, умеющий рисовать 16 цветов, был построен на базе микросхемы Motorola MC6845.
Это был даже не видеопроцессор, в современном его понимании, и указать его тактовую частоту невозможно, но не упомянуть его нельзя — это основа и фундамент современных графических адаптеров.

Все 80-е годы шло довольно неторопливое их развитие с упором на повышение количества отображаемых цветов и увеличения разрешения. Следом за CGA появились EGA (1984 год), MCGA, 8514/A и VGA (1987 год), XGA (1990 год). Но до видеокарт, похожих на сегодняшние, было еще далеко и даже видеокарта S3 ViRGE, выпущенная в 1995 году, не имела указанной тактовой частоты видеопроцессора.

90-е годы

В 1996 году ATI Technologies выпускает ATI Rage II, созданную на переделанном чипе Mach64 GUI с частотой 60 МГц. 3Dfx выпускает легендарную Voodoo Graphics, с частотой чипа 50 МГц.

В 1997 году компания Nvidia выпускает знаменитую видеокарту RIVA 128, с ядром, работающим на частоте 100 МГц.

Год спустя компания S3 Graphics представила видеокарту Savage 3D, с частотой чипа 125 МГц.

В 1999 году 3Dfx выпускает Voodoo3, с частотой чипа 143 МГц.

Безусловным прорывом в 1999 году стала видеокарта с поддержкой T&L – GeForce 256 от компании NVIDIA, частота ее ядра была 120 МГц. Эта видеокарта стала основой для развития концепции 3D-ускорителей на 5-6 лет вперед. И именно с нее можно начинать отсчет настоящих GPU.

2000-е годы

Следом за ним NVIDIA выпускает удачный и мощный GeForce 2 GTS на ядре NV15 с частотой чипа 200 МГц. ATI представила в 2000 году Radeon DDR и SDR с частотами 183 и 166 МГц. А в 2001 году – Radeon 8500 и 7500 с частотами 275 и 290 МГц соответственно.

NVIDIA ответила видеокартой GeForce 3, с частотой чипа 200 Мгц. У GeForce 3 Ti 500 чип достигал частоты 240 МГц. По сегодняшним меркам эти частоты выглядят мизерными, чтобы оценить их, надо учитывать прирост в процентном соотношении.

В 2002 году NVIDIA выпускает GeForce 4 Ti 4600, на ядре NV25 с частотой 300 Мгц. В серии бюджетных видеокарт, GeForce 4 MX 460 тоже имела частоту в 300 МГц, но была существенно урезана по функционалу.

ATI не позволила GeForce 4 Ti 4600 долго сидеть на троне и Radeon 9700 PRO (325 МГц) стал самой быстрой видеокартой 2002 года. В 2003 году Radeon 9800 XT (412 МГц) не оставляет шанса новым GeForce FX.

В 2004 году выходят ATI Radeon X800 XT PE (520 МГц) и NVIDIA GeForce 6800 Ultra (400 МГц).

Этот период ознаменовался не только стремительным ростом частот, но и развитием графических процессоров “вширь”: увеличением пиксельных и вершинных конвееров, архитектурными новшествами, ростом частоты и ширины шины памяти. Все это вызвало резкое повышение энергопотребления и тепловыделения. TDP новых видеокарт перешагнул за 100 ватт и NVIDIA GeForce 6800 Ultra стал требовать минимум двухслотовую систему охлаждения и два разъема питания.

Годом позднее NVIDIA выпускает GeForce 7800 GTX (430 МГц) и двухчиповую 7950 GX2 (500 МГц).

В 2005 и 2006 годах ATI ответила видеокартами Radeon X1800 XT (625 Мгц) и Radeon X1900 XT (650 Мгц).

NVIDIA представила революционную видеокарту GeForce 8800 GTX на чипе G80. Ядро имело частоту 575 МГц, но частота шейдерных блоков в нем составляла целых 1350 МГц.
Архитектура оказалась настолько успешной, что выпускалась несколько лет, пережив два “ребрендинга”.

В 2007 ATI представила Radeon HD2900 XT, созданную на базе чипа R600 с частотой 740 МГц. В том же году был представлен новый чип RV670, основанная на нем видеокарта Radeon HD 3870 имела частоту 775 Мгц. GeForce 9800 GTX+ от NVIDIA работала на частоте 738 МГц.

В 2008 году у NVIDIA выходит GeForce GTX 280 на чипе GT200 с частотой 602 МГц. ATI ответила видеоадаптером Radeon HD 4870 с частотой чипа 750 МГц. Radeon HD 4890, на той же архитектуре, имел внушительные 850 МГц по ядру.

В 2009 году успех ATI закрепил Radeon HD 5870 (850 МГц).

2010-е годы

В 2010 году выходит GeForce GTX 480 от NVIDIA, частота его чипа Fermi составляла 700 МГц.

Внимательный читатель наверняка уже заметил замедление и даже падение частот некоторых новинок. Видеокарты постепенно входят в фазу замедления роста частот. Как и процессоры после достижения частот выше 3 ГГц, так и видеокарты в те годы будут долго иметь частоту чипа в районе 1 ГГц.

AMD Radeon HD 6970 имеет частоту 880 Мгц. Обращу ваше внимание на то, что компания AMD купила ATI еще в 2006 году, но только с моделью Radeon HD 6970 ее видеокарты стали иметь “AMD”, а не “ATI”, в начале названия модели.

GeForce GTX 580 от NVIDIA имела частоту чипа 772 МГц. В конце 2011 года у AMD выходит Radeon HD 7970 с частотой чипа 925 МГц.

В 2012 году NVIDIA выпускает GeForce GTX 680 с базовой частотой чипа 1006 МГц. Гигагерц по ядру взят, но частота ядра отныне будет динамической и зависеть от нагрузки, потребления тока и температуры.
Теперь, чтобы оценить частоты на которых работает видеокарта, надо ориентироваться на среднюю поддерживаемую частоту в требовательных играх. И, желательно, на видеокарте с хорошим охлаждением.

AMD, в свою очередь, покоряет рубеж в 1 ГГц видеокартой Radeon HD 7970 GHz Edition.

Несмотря на то, что Radeon HD 7970 и GeForce GTX 680 выпущены 7 лет назад, они еще могут запускать новинки игр на низких настройках. Налицо замедление роста производительности GPU. Если сравнить отрезок в 7 лет до этого, 2005-2012 годы, к примеру, то различие в производительности намного выше.

GeForce GTX 780 на чипе GK110 от NVIDIA выходит в 2013 году и имеет базовую частоту 863 Мгц, частоту буста 900 МГц.

В 2013 году AMD выпускает Radeon R9 290X с частотой 800 МГц и частотой буста 1000 МГц. В 2015-м ее сменяет Radeon R9 390X с бустом до 1050 МГц.

В 2015 году выходит GeForce GTX 980 Ti с частотами в районе 1076 МГц, у GeForce GTX 980 – 1216 МГц. Отчетливо заметно, что более сложное ядро теперь работает на заметно меньших частотах. NVIDIA Titan, к примеру, не блещут показателями частот при очень высокой производительности.

В 2016 году AMD отвечает видеокартой Radeon RX 480 с частотами около 1266 МГц. Но NVIDIA “на коне” в конце 2010-х годов, ее 10-я серия видеокарт обходит Radeon RX по частотам, по производительности и по энергоэффективности. Частоты буста у GeForce GTX 1060 – 1708 МГц. Максимальная официальная частота буста у GeForce GTX 1080 – 1733 МГц.

У AMD в эти годы стоит еще отметить Radeon RX Vega 64 Liquid (1677 МГЦ) и Radeon VII (1750 МГц).

В наши годы даже частота буста уже не является показателем средних частот в играх. Модели видеокарт с заводским разгоном и с хорошим охлаждением показывают очень высокие частоты “из коробки”. Например, Gigabyte GeForce GTX 1060 G1 Gaming автора «бустит» до 1926 МГц пока не прогреется.

Наше время

Ну вот, мы и подошли к видеокартам, лежащим сейчас на прилавках магазинов. У NVIDIA это серия 16хх GTX и RTX. AMD готовит анонс среднего звена видеокарт серии 5ххх и пока ее самая быстрая видеокарта – Radeon RX 5700 XT 50th Anniversary Edition. У GeForce RTX 2080 SUPER официальная частота буста 1815 МГц, у Radeon RX 5700 XT 50th Anniversary Edition – 1980 МГц.

В реальных условиях их частоты переваливают за 2 ГГц, так что можно смело заявить, что в конце 2019 года планка 2 ГГц видеопроцессорами взята.

Чтобы удвоить частоту и пройти путь от GeForce GTX 680 до GeForce RTX 2080 SUPER потребовалось 7 лет. Интересно, сколько лет потребуется для взятия рубежа в 3 ГГц?

Какие характеристики видеокарты влияют на ее производительность?

Понимание возможных различий графических ядер видеокарт необходимо для того, чтоб осуществить правильное их дальнейшее сравнение в будущем. Важный параметр графического ядра – это тактовая частота графического чипа. Чем выше тактовая частота графического ядра, тем больше операций он может выполнить за единицу времени. Казалось бы, чего тут сравнивать – чем выше тактовая частота, тем выше производительность. К сожалению, это далеко не так. Многое еще зависит от того, как графическое ядро выполняет те или иные операции, и какое время они занимают. К примеру, видеокарты AMD Radeon HD 6770 выполняли одну из операций прорисовки изображения за три такта, а новые видеокарты AMD Radeon HD 7770 выполняют ее за один такт. Следовательно, чтоб обеспечить сопоставимый уровень производительности двух видеокарт, необходимо либо установить в три раза меньшую рабочую частота на видеокарте AMD Radeon HD 7770, либо значительно повысить частоту работы видеокарты AMD Radeon HD 6770. Из приведенного примера следует, что паритет производительности по данной задаче будет достигнут лишь в том случае, если разогнать видеокарту AMD Radeon HD 6770 до трех гигагерц, что в принципе невозможно. Именно данная невозможность заставляет производителей видеокарт кардинально перерабатывать ядра своих решений из поколения в поколение. Когда-то эти доработки оказываются значительными, а когда-то “косметическими”.

Суть всего сказанного заключается в том, что имеет сравнивать тактовую частоту двух видеокарт только в том случае, если они относятся к одному поколению, а лучше являются модификацией одной и той же модели. К примеру, видеокарта AMD Radeon HD 7770 работающая при частоте ядра 1000 Мгц будет всегда более производительной, чем решение AMD Radeon HD 7750 работающее на частоте ядра 1000 Мгц, так как оно имеет меньшее количество вычислительных блоков. А вот если сравнить решения AMD Radeon HD 7770 с рабочей частотой ядра 1000 Мгц и решение MSI Radeon HD 7770 OC, то последнее окажется более производительным, так как оно имеет рабочую частоту ядра 1020 Мгц.

Последний пример является ярким доказательством манипуляции рынком компанией MSI. Она выпустила видеокарту MSI Radeon HD 7770 OC, которая имеет маркировку OC, что пользователями расшифровывается как Overclocked, то есть разогнанное решение. При этом оно имеет мизерный разгон, который кое-как достигает двух процентов в относительном исчислении. При этом производитель требует доплаты на уровне 10-20 долларов. Естественно, не стоит вестись на подобные уловки производителей, так как 2-5% разгон под силу практически каждой современной видеокарте. На рынке не встречается решений, которые вообще не могут никак разогнаться, как правило, это лишь дешевая продукция от китайских no-name производителей.

Вторым ключевым методом манипуляции сознанием пользователя является удвоение, а то и утроение количества видеопамяти на графическом решении. Многие опрометчиво считают, что чем больше видеопамяти на борту, тем выше производительность. Как правило, это не так. Для понимания необходимого объема видеопамяти для той или другой видеокарты следует взглянуть на официальные версии видеокарт. Если производитель распаивает 1 Гб видеопамяти или 3 Гб, значит именно столько готов использовать графический чип. Распайка соответственно двух или шести гигабайт видеопамяти приведет лишь к тому, что большая часть памяти никогда не будет использована, но у вас повышается риск получения более низкого разгонного потенциала видеокарты, так как появления в большем объеме памяти всегда больше, чем в меньшем.

Также следует сравнивать “качество видеопамяти“. Особенно тщательно данный параметр следует проверять, если вам предлагаются две видеокарты с разным объемом видеопамяти по одной и той же цене. Следует понимать, что чудес не бывает – экономия не падает с небес. Как правило, производители обманывают пользователей распайкой 2 Гб памяти типа GDDR3 вместо 1 Гб памяти GDDR5, или 2 Гб видеопамяти типа DDR2 вместо 1 Гб видеопамяти типа GDDR3. Следует понимать, что видеокарта с более быстрой видеокартой будет всегда быстрее, чем видеокарта с более медленной видеопамятью, несмотря на ее объем.

Приведем наглядный пример сегодняшнего дня. В прайс-листе одного крупного магазина компьютерной техники мы можем наблюдать:

– видеокарта Gigabyte GV-N84STC-1GI, 8400GS, 1024МБ, GDDR2, Retail предлагается за 1080 рублей;
– видеокарта Zotac ZT-84GEM2M-HSL, 8400GS, 512МБ, GDDR3, Retail оценена в 1100 рублей.

Многие пользователи совершают критическую ошибку приобретая первую видеокарту, не обращая внимание на вторую. Да, первая имеет более богатую комплектацию, да, Gigabyte пользуется доверием в нашей стране, да графические чипы одинаковые – GeForce 8400GS, да, видеокарта от Gigabyte имеет 1 гигабайт видеопамяти и предлагается по меньшей стоимости, но это не значит что необходимо приобретать именно ее. Данные видеокарты имеют узкую шину обмена данными – всего 64 бита, то есть для компенсации данного узкого места необходимо использовать быструю видеопамять, в данном случае, это будет память GDDR3, а не GDDR2.

Данный пример ярко демонстрирует маркетинговые хитрости производителей видеокарт.

Вот мы и дошли до другого ключевого фактора производительности видеокарты – шина обмена данными. Шина обмена данными располагается между графическим чипом и чипами видеопамяти, организовывая передачу данных между ними. Чем шире данная шина, тем к большим ячейкам видеопамяти за единицу времени может получить доступ графическое ядро. Получение широкой шины обмена данными требует значительного увеличения стоимости видеокарты, так как для этого необходимо использовать дополнительные контроллеры шины и распаивать отдельные чипы видеопамяти на плате.

Тем не менее, не всегда ширина шины оказывается объективным показателем уровня производительности видеокарты. Приведем яркий пример. Новые видеокарты AMD Radeon HD 7770 имеют узкую шину обмена данными – 128 бит, а видеокарты NVIDIA GeForce GTX 560 показывают практически аналогичную производительность, но имеют 256 битную шину обмена данными. При этом компания AMD компенсировала узость шины новой архитектурой обработки данных и увеличением рабочей частоты видеопамяти до 1125 Мгц, вместо 1002 Мгц у решений от NVIDIA. Большая производительность чипов видеопамяти позволяет с лихвой компенсировать узость шины обмена данными.

Другим важным параметром видеокарт становятся тайминги работы с видеопамятью. Как правило, тайминги учитываются лишь для оперативной памяти, а тайминги видеопамяти напрочь забываются. Многие могут отметить, что одни и те же чипы видеопамяти могут показывать различный разгонный потенциал на разных сериях видеокарт. Обычно это связано с установкой различных таймингов или задержек доступов к ячейкам памяти. Тайминги видеопамяти становятся особенно важными в том случае, если при разгоне частотный потенциал оказывается не высоким. Увеличение одного из параметров позволяет значительно увеличить разгонный потенциал, что позволяет компенсировать увеличение задержки. Как правило, снижать установленные тайминги видеопамяти не имеет смысла, так как снижение рабочих частот не компенсируется увеличением скорости доступа к ячейкам памяти.

Пожалуй, все перечисленное подробно описывает архитектуру современных видеокарт. Для более легкого понимания следует считать, что любая видеокарта это соединенные в едино процессор, материнская плата и память. Просто на персональном компьютере данные компоненты можно разделить, а на видеокарте все соединено в едино. Данное единство не позволяет выполнить какую-либо модификацию в будущем, поэтому покупать графическое решение необходимо с умом.

На что влияет частота процессора

Частота процессора – это величина, определяющая, как часто на центральный процессор (ЦП) приходят тактовые импульсы, синхронизирующие его работу. Многих пользователей интересует вопрос – в чем измеряется частота. Она измеряется в герцах, или количестве изменений состояния тактового входа ЦП в секунду. Фактически измерение частоты используют преимущественно для определения производительности системы.

Важно! Если частота ЦП составляет, например 3 ГГц, это вовсе не значит, что он выполняет три миллиарда команд в секунду. Каждая команда может выполняться несколько тактов.

Все современные центральные процессоры (ЦП) работают по следующей схеме: каждое действие в них происходит поэтапно, с приходом на специальный вход ПЦ (обычно обозначаемый CLK – от слова clock) очередного импульса. Каждый импульс называется тактом. Несколько тактов составляют так называемый «машинный цикл» — минимальное время между обращением процессора к памяти, необходимым для считывания команды.

Работа ЦП состоит в чтении команды и её выполнении. В среднем на один машинный цикл уходит около трёх тактов и ещё несколько тактов уходит на исполнение команды. В системе команд семейств х86 или х64 длительность команд может достигать от 3 до 30 тактов. Кроме того, в работе ЦП также присутствуют такты простоя.

То есть, фактическое быстродействие (число команд исполняемых ЦП в секунду) хоть и зависит от частоты, но не равно ей.

В данной статье будет рассмотрено, как узнать тактовую частоту, как проверить её на соответствие штатной величине, и как изменить значения частоты процессора.

Описание тактовой частоты процессора

Фактически частота ЦП, на которой он работает, является величиной, зависящей от двух важных параметров:

• скорости работы системной шины (front side bus или FSB);
• величина множителя, применяемого в ЦП в настоящее время.

Итоговая величина получается умножением одного параметра на другой. То есть каждый параметр может влиять общую частоту. Например, у процессоров Intel Core i7-4700 значение FSB равно 100 МГц, а множитель может меняться от 23 до 23 в зависимости от режима работы ЦП. Что соответствует реальному значению тактовой частоты процессора от 2300 МГц до 3300 МГц.

Обозначение и измерение частоты процессора

Частота обозначается на корпусе процессора или в его документации. Сразу следует отметить, что в этих местах указывается её штатная величина для ЦП. Измерение её реального показателя для ЦП может производиться либо средствами операционной системы, либо при помощи сторонних программ.

Влияние показателя

Частота является базовой величиной, влияющей на производительность компьютерной системы в целом. Это один из основных параметров, определяющий быстродействие ПК. Влияние других параметров (числа ядер, объёма кэш памяти и т.д.) проявляется не более, чем в 20% случаев.

Фактически для увеличения производительности системы можно попытаться увеличить значение тактовой частоты ЦП в тех пределах, которые будет позволять аппаратная часть компьютера.

Определение штатной и действующей частоты процессора

Штатная частота – это такое её значение, при котором ЦП работает в номинальном режиме с расчётным быстродействием и его тепловыделение не превышает максимально допустимого значения.

Помимо штатной величины оперируют понятием действующей частоты. Это просто то её значение, с которым ЦП работает в настоящее время. Она может быть выше штатной (например, для игр нужна максимальное быстродействие, чтобы обеспечить наибольшую производительность графической подсистемы) или же заниженной, когда ПК находится в режиме покоя.

Посмотреть значения штатной и действующей частоты можно стандартными средствами, встроенными в Windows 7 или Windows 10. Даже минимальный диагностический функционал, установленный на этих системах, позволяет находить эти параметры. Операционные системы способны находить практически все существующие ЦП в базе данных и выводить их штатную величину (в свойствах системы), а также определять действующую (в диспетчере задач).

Кроме того, определить все перечисленные параметры можно при помощи любой сторонней программы диагностики, например:

Перечисленные программы способны определять как действующее, так и штатное значение. Кроме того, штатную величину можно узнать, посмотрев BIOS ПК в разделе CPU Info или CPU Clock Settings.

Внимание! Частота может быть легко изменяема в биосе. Собственно, практически весь разгон ЦП с тонкой настройкой его параметров корректно можно реализовать исключительно через BIOS.

Как узнать изменить частоту процессора

Вопрос, как узнать частоту ЦП, фактически уже рассмотрен. Даже обычные средства Windows позволяют делать это без каких бы то ни было проблем. Однако, большинство пользователей волнуют более насущные вопросы: им нужно выжать из своих ПК максимум производительности.

Поэтому работа в режиме «турбо» у большинства ПК давно уже стала практически штатным режимом. Работа современных систем охлаждения позволяет без особых проблем увеличивать значение частоты на 20-30% от штатной, при этом не опасаясь за судьбу своего ЦП. Именно поэтому многие пользователи увеличивают быстродействие своих ЦП всеми доступными методами: от изменений планов быстродействия и электропитания до аппаратного разгона процессора.

Рассмотрим, как увеличить тактовую частоту ЦП. Поскольку её итоговое значение получается в виде произведения величины FSB на множитель, есть два пути: увеличение FSB, либо увеличение множителя.

Однако, оба имеют свои ограничения. Величина множителя изначально заблокирована производителем на каком-то уровне, незначительно превышающем максимальное значение. Например, множители у упомянутого выше i7-4700 имеют следующие значение:

1. штатный – 23;
2. минимальный – 6;
3. турбо – 33;
4. максимальный – 35.

То есть, максимальное значение частоты, с которой может работать данный ЦП, составляет 3500 МГц, однако, производитель приводит не эту величину, а немного меньшую (3300 МГц), то есть максимальный разгон данного процессора по множителю составит всего лишь 6%.

Внимание! Существуют серии процессоров «для энтузиастов», у которых верхнее значение множителя разблокировано, то есть способно принимать, в принципе, любые значения. Подобные ЦП обозначаются индексом «К» или «Х».

Ограничение по FSB обусловлено не только физическими процессами в ЦП, но и поведением материнки и всего остального «обвеса»: памяти, видеокарты, USB и т.д., поскольку каждое из этих устройств также ориентируется на работу, с которой работает FSB.

Реальный рост скорости ЦП при увеличении FSB может доходить до 50%. Однако, это экстремальные случаи, требующие не только экстремальных систем охлаждения, но и настройки задержек в работе всех перечисленных устройств. Выигрыш быстродействия здесь получится только в том случае, если эти задержки не будут влиять на производительность.

Непосредственно само увеличение частоты процессора может быть осуществлено несколькими методами:

• «мягкими» программными – при помощи изменения плана электропитания процессора (обычно, при этом меняется только множитель и все процессы по изменению частоты происходят автоматически);
• «жёсткими» программными – при помощи специальных программ по тонкой настройке ЦП, работающим под Windows; например, MS Afterburner и ему подобные;
• аппаратными – разгон процессора при помощи настроек BIOS.

Последний способ наиболее предпочтителен, поскольку именно он позволяет управлять и FSB и множителем. Кроме того, данное решение даёт возможность увеличивать напряжение питания ЦП, если разгон при обычном способе не приносит результата. При этом пользуются простым правилом: постепенно увеличивают FSB на 2-3% и следят за стабильностью системы. Если система не даёт сбоев, переходят на повышенную частоту, если сбои есть, повышают напряжение.

Увеличение частоты прекращают на последнем её стабильном значении, при котором повышение напряжения не опасно для ЦП (не более +10% от номинального значения).

Решение вопроса, как уменьшить частоту, состоит в противоположных действиях: обычно при этом убирается весь разгон, а ПК переводится на план электропитания, имеющий минимальное энергопотребление. При этом система сама понизит частоту ЦП до нужных значений.

Зависимость частоты процессора от количества ядер

Фактически число или количество ядер на частоту никакого влияния не оказывает. Однако, есть некоторые особенности работы многоядерных систем, связанные с этим. Вообще-то изначально многоядерность планировалась, как дальнейшее достижение всё большей производительности. Но со временем стало понятно, что быстродействие современных ЦП в тривиальных задачах и так более, чем достаточное.

И на первое место в большем количестве задач стали выходить не сколько вопросы производительности, сколько вопросы энергосбережения. Последние требовали снижения частоты, поскольку, как показала практика, чаще снизить частоту выгоднее, чем поддерживать её в каком-то постоянном значении.

До 2015 года все многоядерные ЦП имели единые значения скорости работы для каждого ядра. И только появление в 2015 году семейства Skylake позволило устанавливать для каждого ядра своё быстродействие. Для всех последующих поколений (шестое и более поздние) понижать или повышать частоты можно для каждого ядра в отдельности. Методы, как понизить частоту или повысить её для каждого ядра в отдельности, такие же, как и для процессора в целом. Современные твикеры позволяют вести тонкую настройку частоты каждого ядра.

То есть теперь вопрос, что важнее: скорость или потребление решается уже на уровне ядра.

Способы изменения частоты процессора на ПК и ноутбуке

На ноутбуке способов изменения частоты, связанных со встроенным функционалом (BIOS и т.д.) относительно немного, поскольку производители сознательно «огораживают» своих пользователей от всех потенциально опасных действий. В этом есть своя логика, поскольку ноуты являются персоналками, работающими практически на пределе своих способностей и неизвестно, как они себя поведут при нарушении в них баланса тепловыделения и теплоотвода.

Какая частота для ноутбука является штатной, можно узнать из его описания, но какая будет максимальной, скорее всего, определять придётся самостоятельно, поскольку ориентироваться на опыт других пользователей в этом вопросе, мягко говоря, не стоит. Дело в том, что в силу особенностей дизайна ноутов даже незначительные изменения в конструкции могут оказать существенное влияние на его охлаждение. А зачастую и даже изделия из одной партии ведут себя в одних и тех же задачах совершенно по-разному.

Поэтому, решая вопрос, как поднять частоту на ноуте, следует очень внимательно следить за его состоянием, поскольку сложность настроек параметров тепловой безопасности такого типа персоналок может сыграть с пользователем злую шутку. Например, можно настроить ноут на минимальную интенсивность системы охлаждения, но при этом при помощи твикера дать ему разгон на процессор. Как при этом он себя поведёт – неизвестно. Если отключится – хорошо. А если нет?

В любом случае, экспериментируя с FSB или множителем ЦП ноутбука, следует пользоваться только программами-твикерами, разработанными исключительно производителями ноута. Стороннее программное обеспечение лучше не использовать.

Устройство видеокарты

Не секрет, что видеокарты делятся на два типа: интегрированные (встроенные) и дискретные. Дискретные вставляются в разъем PCI Express и являются полноценной, самостоятельной частью ПК. Из-за этого устройство дискретной видеокарты гораздо сложнее и заслуживает отдельной темы. Разберёмся, из каких компонентов состоит видеокарта и за что они отвечают.

Графический процессор (GPU)

GPU (графический процессор) – является «сердцем» видеокарты, который отвечает за математические расчеты изображения, выводящегося на экран. Иными словами – обработка графики. GPU по своим свойствам похож на центральный процессор (CPU) компьютера, однако предназначен для построения изображения.

Частота

Одна из важнейших характеристик графического процессора – тактовая частота. С ней всё просто. Она измеряется в мегагерцах и чем выше его показатель, тем быстрее идет обработка информации. Частота современных видеокарт достигает отметки в 1000-1400 Мгц.

Техпроцесс

Важным показателем является техпроцесс, это один из первых пунктов среди характеристик видеоадаптеров. Измеряется в нанометрах.

Грубо говоря, основной движущей силой являются транзисторы. Если взять современные видеокарты, то можно заметить, что показатель нанометров все меньше и меньше с каждым поколением видеочипов. Все это обусловлено тем, что чем меньше размер транзисторов, тем больше их можно разместить на одном видеочипе.

С уменьшением размера транзисторов, в целом у видеокарт уменьшается также:

• Энергопотребление;
• Тепловыделение (TDP);

Производительность при этом увеличивается, так как на одной площади можно разместить больше вычислительной мощности.

Чем меньше техпроцесс, тем лучше.

Видеопамять

Работа видеокарты сосредоточена на постоянном выводе цифрового изображения на экран. Существует необходимость в сохранении выводящейся, а также остающейся за пределами экрана информации. Это задача возложена на видеопамять карты.

Память видеокарты по своим свойствам похожа на оперативную память компьютера.

Зачастую память карты используют для маркетинга, особенно в слабых (не игровых и не профессиональных) видеокартах. Кричащие 4 гб памяти почему-то сразу вызывают доверие у неподготовленного покупателя. Но один и тот же объём памяти радикально отличается на разных видеоадаптерах, если говорить о реальной производительности в требовательных задачах и современных играх. Например, даже самая бюджетная из игровых видеокарт nVidia GTX 1050 с двумя гигабайтами памяти во всех задачах покажет себя лучше, чем любой представитель карт серии GT.

Объём видеопамяти – важный, но не ключевой показатель.

Видеопамять в основном делается по стандарту GDDR. В наше время, у пользователей зачастую можно обнаружить память типа GDDR5. Ранее была распространена GDDR3.

Очевидно, что чем выше цифра, тем лучше, так как в каждой новой версии были ряды изменений, которые увеличивали пропускную способность и скорость тактовой частоты. Сейчас среди активных разработчиков можно заметить AMD, Hynix и Qimonda.

Очень важным элементом является шина памяти видеокарты и ее пропускная способность. Именно она гоняет информацию между процессором графического адаптера и его памятью. Частота памяти и шина влияют на производительность видеокарты. Частота измеряется в Мгц (мегагерцах), и чем больше она, тем быстрее работает память. Шина измеряется в bit, от 64 — до 448 bit. Чем «шире» шина, тем быстрее память взаимодействует с графическим процессором (GPU).

Самый распространенный размер шины – 128bit. Однако топовый уровень – это 256 и 384. Благодаря размеру шины и тактовой частоте, в принципе, и строится ее пропускная способность. Чем выше эти показатели, тем быстрее графический процессор обменивается данными с видеопамятью.

Интерфейсы подключения видеокарт

Интерфейсы подключения служат для соединения комплектующих и материнской платы. Различные периферийные устройства (сетевые и звуковые карты, ТВ-тюнеры и т.п.) как правило подключаются через PCI. Это стандартная шина ввода-вывода, но речь не о ней, т.к. для видеокарт используются другие слоты. До 2006 года был популярен интерфейс AGP, затем ему на смену пришёл PCIexpess (PCIe).

AGP был создан по технологиям PCI, но предназначен исключительно для видеокарт. Он отличается более высокой пропускной способностью. Последняя обновленная версия AGP 8x обладает пропускной способностью 2.1 Гб/с. Платы с AGP выпускались до 2006 года. Больше не производится, т.к. появился более совершенный интерфейс – PCIexpress.

PCI Express, отличии от AGP, обладает большей пропускной способностью, постоянно модернизируется и имеет обратную совместимость. На данный момент существуют 4 версии, следуя порядковому номеру. Самой последней является, PCIe 4.0. С каждым разом разработчики увеличивали пропускную способность интерфейса. Сейчас им удалось достигнуть отметки в 16 Гбит/с. Не стоит забывать про то, что PCI Express видеоадаптера и материнской платы зачастую не совпадают. Однако особого риска и страха здесь нет. Видеокарта будет работать на старой материнке, хоть и не сможет работать на всю свою мощность. При обратной совместимости вообще не возникает проблем.

SLI и CrossFire

Отдельно про SLI и CrossFire. Для начала стоит сказать, что разница между ними состоит в производителях и связках видеокарт. Не секрет, что вы можете подключить множество видеокарт, если только хватит ваших PCI Express слотов. SLI – фирменная технология nVidia, CrossFire – разработка AMD.

Благодаря SLI можно подключить две видеокарты одной серии с помощью специального мостика. Производительность возрастает, но видеопамять не суммируется. При объединении видеокарт в связку SLI важно знать, что они должны быть не только одного поколения, но и одной серии. Производители при этом могут быть разными. Например, GTX 1080 в SLI заработает только с другой GTX 1080.

CrossFire

Объединение видеокарт в CrossFire проще. Здесь разными могут быть не только призводители, но и модели видеокарт. Так же как и в SLI, видеокарты соединяются друг с другом с помощью специального мостика, видеопамять также не суммируется.

Проблема заключается в том, что не все материнские платы поддерживают SLI или CrossFire. Как правило, это игровые решения.

Немного про разъемы

Современные видеокарты оснащены несколькими портами, чтобы была возможность подключить более одного монитора. В свою же очередь каждый монитор имеет разный тип разъемов, о которых пользователю будет полезно узнать.

Video Graphics Array (adapter) – достаточно древняя 15-контактная штука синего цвета, которая специализировалась на выводе аналогового сигнала. Его особенностью было то, что на изображение могло повлиять разные вещи: длина провода (который состоял из 5 метров) или личные свойства видеокарты. Ранее был одним из основных, однако с появлением плоских мониторов стал сдавать свои позиции, ибо разрешение экрана увеличивалось, с чем не справлялся VGA. Используется и по сей день.

s-Video

S-Video – это так же аналоговый разъем, который часто можно встретить на телевизорах и редко на видеокартах. Качество его хуже, чем у VGA, однако его кабель достигает 20 метров, все еще сохраняя при этом хорошую картинку. Информация передается трёхканально.

DVI обогнал всем известный VGA тем, что приобрел способность передавать цифровой сигнал. Этот разъем уже более знаком современному миру, так как благодаря нему можно подключать мониторы, уже, высокого разрешения, чего нельзя было раньше. Длина его кабеля достигает 10 метров, однако это уже не влияет на качество выводимого изображения. Благодаря своей уникальности, он вмиг приобрел популярность среди другого оборудования, по типу проекторов и прочего. Бывает трех видов: только цифровой DVI-D , весьма редкий — аналоговый DVI-A и совмещающий два прошлых DVI-I. Благодаря специальным переходникам может подключаться к монитору, который имеет лишь разъем VGA.

HDMI имеет несколько преимуществ перед DVI. Главной его особенностью является то, что кроме видео канала, у него так же имеется и аудио. Благодаря этому достиг большой популярности среди известных компаний, получив поддержки. Также из плюсов можно отметить его компактность и отсутствие креплений, которые наблюдаются у DVI. К тому же, кроме видеокарты, он отлично «сотрудничает» с другими устройствами.

DisplayPort

DISPLAYPORT, в принципе, далеко не ушел от HDMI, так как они оба способны выводить качественное изображение на большой экран вместе с аудио сопровождением. Однако у DISPLAY-я есть переходники на другие, популярные виды разъемов. В отличии с HDMI производители имеют возможность не платить налог, что увеличивает его популярность. Однако шанс встретить его среди бытовых пользователей, все еще, намного меньше. Максимальный размер кабеля достигает 15 метров. Пропускная способность выше, чем у HDMI, хоть и меняется в зависимости от его версии.

Thunderbolt

Thunderbolt (бывший Light Peak) – это аппаратный интерфейс для периферийных устройств. Обладает высокой пропускной способностью и функциональностью. По легендам, создан, чтобы улучшить и превзойти USB. Раньше использовался только в продукции Apple. Можно использовать для подключения мониторов с разрешением в 4К.

Питание видеокарты

Однако все пойдет по наклонной, если вы забудете учесть свой блок питания. Сразу можно сказать, что, если у вас 350w, то выбирать видеокарту нужно очень тщательно, так как современные версии очень требовательны к этому. Известно, что материнская плата не способна отдать нужное количество энергии для энергоёмких видеоадаптеров, что приводит к необходимости использования дополнительного питания.

Обычно для подключения дополнительного питания, видеокарта оснащена 6-пиновым переходником. К сожалению, не все блоки питания имеют функцию прямого подключения, так как попросту не имеют подходящего разъема, но страшного ничего здесь нет – большинство видеокарт продают со специальным переходником в комплекте. Современные же блоки обладают уже встроенным разъемом, от чего необходимость в переходниках отпадает. Так же, на современных видеокартах часто можно обнаружить 8-пиновый разъем питания. Это связано с постоянным увеличением необходимой энергии для видеокарты.

Охлаждение

Не менее важным моментом является охлаждение устройства. Как уже было сказано – видеокарта очень требовательна к энергии, потому она больше всего склонна к перегреву. Чтобы избежать подобного существуют разные типы охлаждений. Есть пассивный, он нацелен на то, чтобы поглощать и рассеивать энергию. Активный, в свою очередь, это привычные нам кулеры или система водного охлаждения.