ما هي نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية وكيف تؤثر على رفع تردد التشغيل؟

عندما تقوم بتغيير النسبة الأساسية لوحدة المعالجة المركزية في إعدادات BIOS لزيادة سرعة المعالج ، يمكنك تحديد إعداد آخر يمكنك تغييره: نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية. إنه في نفس إعدادات رفع تردد التشغيل ، مما قد يجعلك تتساءل عما إذا كان تغيير هذه النسبة يمكن أن يوفر أداء أفضل في رفع تردد التشغيل.

ولكن ما هي نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية ، وهل يمكنها المساعدة في تقديم أداء أفضل أثناء رفع تردد التشغيل؟

ما هو رفع تردد التشغيل؟

قبل الدخول في نسب حلقة وحدة المعالجة المركزية وما تفعله ، من الضروري فهم ما يحدث لوحدة المعالجة المركزية الخاصة بك عند رفع تردد التشغيل عنها.

كما يوحي الاسم ، يزيد رفع تردد التشغيل من تردد الساعة لوحدة المعالجة المركزية ، ولكن ما هو تردد الساعة هذا ، ولماذا هو مطلوب؟

حسنًا ، تقوم وحدة المعالجة المركزية بتشغيل تطبيقات مثل معالجات الكلمات وتطبيقات الألعاب. على الرغم من أن تشغيل هذه التطبيقات قد يبدو وكأنه حالة معقدة ، إلا أنه في الخلفية ، تقوم وحدة المعالجة المركزية بأداء مهام بسيطة تتمثل في إضافة وطرح ونقل الأرقام لتشغيلها التطبيقات.

لأداء هذه المهام ، تحتاج وحدة المعالجة المركزية إلى تبديل ملايين المفاتيح المعروفة باسم الترانزستورات. ليس هذا فقط ، ولكن هذه المفاتيح تحتاج أيضًا إلى العمل بطريقة متزامنة لأداء هذه العمليات ، وتردد الساعة مسؤول عن هذه المزامنة.

لذا ، إذا نظرت إليها ، فإن تردد الساعة يحدد المعدل الذي تؤدي به وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك المهام ، ويزيد رفع تردد التشغيل من معدل معالجة وحدة المعالجة المركزية للأرقام. لذلك ، يزيد رفع تردد التشغيل من معدل عمل وحدة المعالجة المركزية لديك ، مما يوفر أداءً أفضل.

فهم كيفية وصول البيانات إلى وحدة المعالجة المركزية

نحن نعرف الآن ما يدل عليه تردد ساعة وحدة المعالجة المركزية وكيف أن رفع تردد التشغيل يزيد من معدل أداء المهام. ومع ذلك ، هناك شيء آخر نحتاج إلى فهمه وهو كيفية وصول البيانات إلى وحدة المعالجة المركزية.

تعد معرفة تدفق البيانات أمرًا مهمًا لأنك قد تزيد من معدل معالجة وحدة المعالجة المركزية البيانات ، ولكن إذا لم يتمكن النظام من إرسال البيانات إلى وحدة المعالجة المركزية بهذا المعدل ، فلن تحصل على أي أداء تحسين. هذا لأن وحدة المعالجة المركزية ستكون في وضع الخمول ، في انتظار تسليم البيانات.

شرح التسلسل الهرمي للذاكرة في أنظمة الكمبيوتر

يتم تخزين البيانات الموجودة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك في محرك الأقراص الثابتة ، ولكن لا يمكن لوحدة المعالجة المركزية الوصول إلى هذه البيانات مباشرة. السبب الرئيسي لعدم القيام بذلك هو أن القرص الصلب ليس سريعًا بما يكفي لوحدة المعالجة المركزية.

لذلك ، لحل هذه المشكلة ، تحتوي أنظمة الكمبيوتر على تسلسل هرمي للذاكرة يتيح تسليم البيانات بسرعة عالية إلى وحدة المعالجة المركزية.

إليك كيفية انتقال البيانات عبر أنظمة الذاكرة في جهاز كمبيوتر حديث.

• محركات التخزين (الذاكرة الثانوية): يمكن لهذا الجهاز تخزين البيانات بشكل دائم ولكن ليس بنفس سرعة وحدة المعالجة المركزية. نتيجة لذلك ، لا تستطيع وحدة المعالجة المركزية الوصول إلى البيانات مباشرة من نظام التخزين الثانوي.
• ذاكرة الوصول العشوائي (الذاكرة الأساسية): يعد نظام التخزين هذا أسرع من نظام التخزين الثانوي ولكن لا يمكنه تخزين البيانات بشكل دائم. لذلك ، عندما تفتح ملفًا على نظامك ، فإنه ينتقل من القرص الصلب إلى ذاكرة الوصول العشوائي. ومع ذلك ، حتى ذاكرة الوصول العشوائي ليست سريعة بما يكفي لوحدة المعالجة المركزية.
• ذاكرة التخزين المؤقت (الذاكرة الأساسية): للوصول إلى البيانات بأسرع معدل ممكن ، يتم تضمين نوع معين من الذاكرة الأولية يُعرف باسم ذاكرة التخزين المؤقت في وحدة المعالجة المركزية وهو أسرع نظام ذاكرة على الكمبيوتر. ينقسم نظام الذاكرة هذا إلى ثلاثة أجزاء ، وهي ذاكرة التخزين المؤقت L1 و L2 و L3. تعد ذاكرات التخزين المؤقت L1 و L2 جزءًا من نوى وحدة المعالجة المركزية ، بينما تشترك النوى في ذاكرة التخزين المؤقت L3 ، والتي توجد في قالب وحدة المعالجة المركزية ولكنها ليست جزءًا من نوى وحدة المعالجة المركزية.

لذلك ، فإن أي بيانات تحتاج إلى معالجتها بواسطة وحدة المعالجة المركزية تنتقل من القرص الصلب إلى ذاكرة الوصول العشوائي ثم إلى ذاكرة التخزين المؤقت.

ولكن كيف تنتقل البيانات من كل هذه الوسائط إلى وحدة المعالجة المركزية؟

فك شفرة وحدة التحكم في الذاكرة والتوصيل الدائري

يتم توصيل كل نظام ذاكرة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام ناقلات البيانات. الهدف الرئيسي من هذه الحافلات هو نقل البيانات من نظام إلى آخر.

ذاكرة الوصول العشوائي ، على سبيل المثال ، متصلة بوحدة المعالجة المركزية باستخدام ناقل البيانات الذي يعد جزءًا من اللوحة الأم. يتم إدارة ناقل البيانات هذا بواسطة وحدة التحكم في الذاكرة ، والتي تعد جزءًا من وحدة المعالجة المركزية. الهدف الرئيسي لوحدة التحكم في الذاكرة هو جلب البيانات التي تحتاجها وحدة المعالجة المركزية من ذاكرة الوصول العشوائي. للقيام بذلك ، تصدر وحدة التحكم في الذاكرة أوامر القراءة / الكتابة إلى ذاكرة الوصول العشوائي. ذاكرة الوصول العشوائي ، بدورها ، ترسل البيانات عبر ناقل البيانات إلى وحدة التحكم في الذاكرة.

بمجرد وصول البيانات إلى وحدة التحكم في الذاكرة ، يجب أن تنتقل إلى وحدة المعالجة المركزية. لأداء هذه المهمة ، يتم استخدام حلقة الاتصال البيني ، والتي تربط أنوية وحدة المعالجة المركزية وذاكرة التخزين المؤقت L3 بوحدة التحكم في الذاكرة. لذلك ، إذا نظرت إليه ، فإن حلقة الربط عبارة عن طريق سريع للبيانات ينقل البيانات بين جميع النوى ، وذاكرة التخزين المؤقت L3 ، ووحدة التحكم في الذاكرة.

ماذا يحدث عند زيادة نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية؟

ينقل الاتصال الدائري البيانات بين أنوية وحدة المعالجة المركزية وذاكرة التخزين المؤقت L3 ووحدة التحكم في الذاكرة. مثل وحدة المعالجة المركزية ، يعمل ربط الحلقة على تردد على مدار الساعة ، وتحدث عمليات النقل بتردد معين.

نتيجة لذلك ، تنتقل البيانات فقط على ناقل الحلقة في أطر زمنية معينة ، والتي يتم تحديدها بواسطة تردد الساعة لناقل الربط الدائري. تؤدي زيادة تردد الناقل إلى زيادة معدل انتقال البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت L3 إلى مراكز وحدة المعالجة المركزية.

لذلك ، إذا نظرت إليها ، فإن زيادة نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية تزيد من معدل انتقال البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت L3 إلى نوى وحدة المعالجة المركزية مما يوفر أداءً أفضل.

هل تؤثر نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية على أداء رفع تردد التشغيل؟

عندما تقوم بزيادة تردد الساعة لوحدة المعالجة المركزية يدويًا عن طريق رفع تردد التشغيل ، فإن السرعة التي يمكن أن تقوم بها النوى بمعالجة البيانات تزداد. ومع ذلك ، فإن سرعة ناقل الحلقة ، المسؤول عن توصيل البيانات إلى النوى ، تظل كما هي إذا لم يتم زيادة نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية ، مما يؤدي إلى حدوث اختناق في الأداء. لذلك ، فإن زيادة معدل حلقة وحدة المعالجة المركزية يوفر أداءً أفضل عند رفع تردد التشغيل.

عندما أصدرت Intel أحدث معالجات Raptor Lake 13th Gen ، زادت من تردد الحلقة ، مما يوفر معدلات إطارات أعلى بنسبة تصل إلى خمسة بالمائة.

ومع ذلك ، من المهم أن نفهم أن زيادة نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية تزيد من الحرارة التي يولدها قالب وحدة المعالجة المركزية حيث تعمل الحلقة بتردد أعلى حيث يتم تبديل الترانزستورات بشكل أسرع. أيضًا ، نظرًا لأن ناقل الحلقة ينفذ عمليات نقل البيانات بين جميع النوى ، فقد يؤدي عدم التطابق في المزامنة إلى المزيد من شاشات الموت الزرقاء.

لذلك ، إذا نظرت إليها ، فإن زيادة نسبة الحلقة يمكن أن توفر أداءً أفضل ، ولكنها قد تؤدي إلى مشكلات في استقرار النظام.

عندما تزداد السرعة الأساسية للمعالج تلقائيًا باستخدام تقنيات التعزيز التوربيني، يتم أيضًا زيادة سرعة الحلقة. في حالة رفع تردد التشغيل اليدوي ، يجب زيادة نسبة الحلقة يدويًا.

هل رفع تردد التشغيل عن نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك يستحق كل هذا العناء؟

يمكن أن تؤدي زيادة سرعة معدل الحلقة على نظامك إلى تقديم أداء أفضل. ومع ذلك ، قد يكون الحصول على نسبة وحدة المعالجة المركزية الصحيحة أمرًا صعبًا نظرًا للطبيعة المعقدة لنقل البيانات بين جميع النوى.

لذلك ، إذا كنت تخطط لدفع نظامك إلى الحد الأقصى ، فحاول العثور على نسبة وحدة المعالجة المركزية المثالية ، وإذا كان لديك فيركلوك ثابتًا ، يمكنك ضبط نسبة حلقة وحدة المعالجة المركزية للحصول على أداء أفضل.