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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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.
