Erloju-frekuentzia

Erloju-frekuentzia, Informatikan, erloju batek sortutako pultsuen maiztasuna neurtzen duen unitatea da, hau da, erloju batek denbora tarte jakin batean sortzen dituen pultsuak neurtzen duen unitatea da. Hau erabilgarria da sinkronizatzeko makinaren osagaien arteko operazioak, honetaz gain, erloju-frekuentzia, prozesadore baten funtzionamendu abiaduraren adierazle bat izango da. Nazioarteko unitate sisteman (SI) erloju-frekuentzia Hertz-etan neurtzen da.

Erloju-frekuentzia, lehenengo ordenagailuetan hertzetan edo kilohertzetan (kHz) neurtzen zen eta denbora pasa ahala unitate hori handituz joan da. Adibidez, 1980. hamarkadan erloju-frekuentziaren neurketak MHz-etan egiten hasi ziren eta XXI. mendeko CPUak GHz-tan neurtzen dira. Erloju-frekuentzia familia bereko prozesadoreen artean konparazioak egiteko erabiltzen da.

Faktore erabakigarriak

Binning

Prozesadore berrietako hornitzaileek, erloju-frekuentzien arabera aldatzen dute haien prezioa. Honek esan nahi, du prozesadoreen prezioa erloju-frekuentziarekiko zuzenki proportzionala dela, hau da, prezioa handituko da erloju-frekuentzia handitzen den heinean. Prezio aldaera honi binning deritzo.  

CPU baten erloju-frekuentzia, fabrikazioaren amaieran, prozesadoreari egiaztapenak egiterakoan zehazten da. Txip hauen salmentak erloju-frekuentzia maximoa (“maximum clock rate”) ezarritakoan egiten dira. Erloju-frekuentzia maximoak prozesadorearen ahalmen maximoa adierazten du. Salmentak egin baino lehen, prozesadoreak datu eragiketa eta datu patroi zailenekin frogatu egiten dira egiaztatzeko prozesadoreak beteko dituela eguneroko ataza guztiak. Egiaztapen zailenak pasatzen dituzten prozesadoreek prezio altuenean salduko dira, aitzitik, froga hori pasatzen ez duten prozesadoreei prezioa jaitsiko zaie. Adibidez, bi prozesadore izanda, bat 3.5 GHz-koa eta beste bat 3.3 GHz-koa, lehenengoak izango du prezio altuena eta bigarrena merkeagoa izango da.

Ingeniaritza

CPU baten erloju-frekuentzia, CPUak duen kristal osziladore baten maiztasunagatik zehazten da. Kristal osziladoreak uhin sinusoidal bat sortzen du, zirkuitu elektroniko batek uhin sinusoidal hori aplikazio elektronikoetarako seinale karratu batean bihurtzen du eta CPUaren barne dagoen garraio-sarea erabiliz seinale hori behar diren osagaietara bidaliko da. Analogiko-digital (A/D) bihurgailu batek erloju pin bat du, sampling rate sistemaren antzekoa dena.  

CPU bati kristal osziladorea kentzen bazaio eta kristal horren maiztasun erdira funtzionatzen duen beste kristal osziladore batekin ordezkatzen bada, lortuko da errendimendu eta kontsumo murrizketa bat, hau underclockinga da. Aldiz, kristal osziladorea maiztasun handiagoko beste kristal osziladore batekin ordezkatzen bada errendimendu handipen bat lortuko da, overclocking.

Erloju pultsu bakoitzaren ondoren, seinalea bidalitakoan CPUaren barnetik, beharrezkoa izango da denbora tarte bat aldaketak ezartzeko. Honen ondorioz, lerro bakoitza behar du 0tik 1era edo 1etik 0rako aldaketa amaitzea beste bat hasi ahal izateko. Bestela, CPUaren barne emaitza okerrak ematen direlako, eta honen ondorioz, sisteman erroreak ematen direlako. Aldaketak ezartzeko prozesuan beroa hondakin bezala kanporatzen da, eragiketak zenbat eta konplexuagoak izan, orduan eta bero gehiago kanporatuko da eta hau osagaien bizi itxaropena murriztuen du.

Ikerketa

CPU berriak eta hobeak fabrikatzeko erak aztertzen ari dira, erloju-frekuentzia handipenaren edota transistoreko kontsumo murrizketaren helburuarekin. Kontsumo murrizketa hori konputazio alderantzikagarriarekin ikertzen da eta lehengo CPU alderantzikagarria Pendulum izenekoa da, CMOS transistoreak erabilitzen dituena.  

Hobekuntza ziklo bakoitzeko prozesatzen diren eragiketen kopuruarekin dator, hau da, erloju-frekuentzia berdina izanda ziklo bakoitzeko eragiketa gehiago egiten lortzen da. Hobekuntza hau lortzeko “pipelining” izeneko teknika erabiliz lortzen da.   

Konparaketak

Erloju-frekuentzia familia berdineko prozesadoreen arteko konparaketak egiteko erabiltzen da. Adibidez Inteleko prozesadoreen artean konparaketak egiteko. Hauek arkitektura eta fabrikatzeko modu berdina erabiltzen dutelako. Aldiz, MIPS enpresako prozesadore batek beste arkitektura eta fabrikatzeko era erabiltzen du, beraz, Intel eta MIPS arteko konparaketak ezin dira egin. Prozesadoreen arteko desberdintasun nagusiak cachean eta datu busean daude.  

Prozesadoreen arteko konparaketak egiteko benchmarkak erabiltzen dira. Hauekin, prozesadoreen gaitasuna neurtzen da. Honela, haien ahalmena egiaztatu daiteke, prozesadoreen gaitasuna mugan jarriz.

Ikus, gainera

• Hertz

Kanpo estekak

• Datuak: Q911691