منظور از سرعت کلاک پردازنده (Clock Speed) چیست + چگونگی تشخیص آن

پردازنده مغز سیستم است و همه دستورهایی که در  سرور اجرا می‌شوند، از همین جا پردازش می‌شوند. سرعت کار آن به چیزهای مختلفی بستگی دارد، یکی از مهم ترین آن‌ها چیزی است به نام سرعت کلاک. این عدد نشان می‌دهد پردازنده در هر ثانیه چند کار را می‌تواند انجام دهد. وقتی کسی می‌خواهد پردازنده بخرد، یکی از اولین چیزهایی که به آن نگاه می‌کند همین عدد است. چون به طور کلی مشخص می‌کند پردازنده چقدر سریع دستورها را اجرا می‌کند. البته سرعت کلاک تنها عامل مهم نیست و نمی‌شود فقط به آن تکیه کرد. شناخت این مفهوم برای کسانی که کارهای سنگین مثل رندر گرفتن، طراحی حرفه ای یا بازی‌های پیشرفته انجام می‌دهند اهمیت زیادی دارد.

سرعت کلاک پردازنده یا  Clock Speed چیست؟

سرعت کلاک یعنی پردازنده در یک ثانیه چند بار می‌تواند کار انجام دهد. این مقدار را بر اساس هرتز اندازه می‌گیرند. وقتی عدد سرعت کلاک را به شکل گیگاهرتز می‌نویسند، یعنی پردازنده در هر ثانیه میلیاردها بار فعالیت می‌کند. مثلا اگر عددی مثل ۳٫۲ گیگاهرتز را ببینید، یعنی پردازنده می‌تواند حدود ۳.۲ میلیارد بار در ثانیه عملیات انجام دهد.

البته هر فرمانی که پردازنده دریافت می‌کند، بسته به ساختارش ممکن است چند مرحله نیاز داشته باشد تا کامل شود. پس هرچه عدد کلاک بیشتر باشد، سرعت انجام کارها هم بالاتر می‌رود ولی این تنها یک بخش ماجراست. سال‌ها پیش، فقط همین عدد کافی بود تا قدرت پردازنده‌ها را مقایسه کنیم، اما حالا ماجرا پیچیده تر شده است. ویژگی‌هایی مثل طراحی داخلی، حافظه کش، تعداد هسته‌ها و روش مدیریت انرژی هم تاثیر زیادی دارند.

گاهی دو پردازنده عدد کلاک یکسانی دارند ولی یکی بهتر عمل می‌کند. این تفاوت به چیزهایی مثل مدل ساخت و نحوه اجرای فرایندها برمی‌گردد. به همین دلیل، عدد کلاک به تنهایی نمی‌تواند نشان دهد یک پردازنده چقدر قوی است.

تفاوت سرعت کلاک و سرعت باس

در کنار سرعت پردازنده (Clock Speed)، عدد دیگری به چشم می‌خورد که آن را سرعت باس (Bus Speed) می‌نامند. این دو موضوع کاملا با هم فرق دارند و نباید اشتباه گرفته شوند. سرعت کلاک می‌گوید که پردازنده در هر ثانیه چند بار می‌تواند عملیات انجام دهد. اما سرعت باس به سرعت رفت و برگشت داده میان پردازنده و بخش‌های دیگر سیستم مثل رم اشاره دارد.

اگر عدد سرعت باس پایین باشد حتی اگر پردازنده سریع هم باشد، داده‌ها به کندی جابه‌جا می‌شوند. در این حالت کارایی کل سیستم افت می‌کند، چون اطلاعات به موقع به پردازنده نمی‌رسند یا دیرتر از آن خارج می‌شوند. برای همین، در سیستم‌های جدید سعی شده مسیر عبور اطلاعات بهتر طراحی شود تا در زمان پردازش، وقفه ای به وجود نیاید.

سرعت باس اغلب اوقات بر اساس مگاهرتز یا گاهی هم گیگاهرتز نوشته می‌شود. این عدد نشان می‌دهد ارتباط میان اجزای سیستم چقدر روان پیش می‌رود. اگر این مسیر ارتباطی کند باشد، پردازنده مجبور می‌شود منتظر بماند. به همین دلیل، زمانی که درباره قدرت یک سیستم صحبت می‌شود، فقط نباید به عدد کلاک نگاه کرد بلکه سرعت باس هم اهمیت دارد.

بعضی کاربران حرفه‌ای، مخصوصا آن‌هایی که به اورکلاک فکر می‌کنند، گاهی تنظیمات مربوط به سرعت باس را تغییر می‌دهند. این کار نیاز به آگاهی کامل دارد، چون تغییر اشتباه در این بخش ممکن است باعث ناپایداری سیستم شود.

Clock Rate در CPU چیست؟

وقتی از واژه Clock Rate صحبت می‌شود، منظور همان فرکانس ساعت در پردازنده است. این عبارت در منابع گوناگون ممکن است با عنوان‌های دیگری مثل ” فرکانس کاری CPU ” هم ذکر شود. برای اندازه گیری میزان آن، معمولا از واحد گیگاهرتز استفاده می‌کنند. در نسل‌های پیشین نیز، مگاهرتز معیار رایجی بود. به‌طور عملی Clock Rate بیان می‌کند که پردازنده در یک ثانیه چه تعداد پالس را طی می‌کند. اگر این رقم ۴ گیگاهرتز باشد، یعنی در هر ثانیه ۴ میلیارد چرخه را مشاهده می‌کنیم.

از دید سخت افزاری، این پالس‌ها الکتریکی هستند و ترانزیستورهای ریز درون تراشه را به حرکت و تغییر حالت وا‌می‌دارند. هر دستور از جنس صفر و یک است و اجرای آن مستلزم چندین تغییر حالت الکتریکی خواهد بود. هر چه تعداد این پالس‌ها در زمان مشخص بیشتر باشد، سرعت انجام عملیات نیز بالاتر خواهد بود. البته اینکه پردازنده بتواند چند دستور را هم زمان انجام دهد، به نحوه ساخت آن بستگی دارد.

عبارت “Clock Rate  ” شاید در ظاهر به معنی همان ” سرعت کلاک ” باشد. چون هر دوی آن‌ها به تعداد چرخه‌های پردازش در ثانیه اشاره می‌کنند. به صورت جزئی، تفاوتی بین این دو نمی‌توان متصور شد؛ چرا که هر دو توصیف کننده تناوب پالس در پردازنده اند و در بیشتر منابع، این دو را به جای هم استفاده می‌کنند.

در مجموع، کسانی که دنبال پردازنده‌های سریع تر هستند، معمولا به عدد گیگاهرتز توجه می‌کنند. هر چه این عدد بیشتر باشد، عملکرد سریع تری از CPU انتظار می‌رود. البته مواردی مثل ساختار هسته‌ها یا ویژگی‌های فنی دیگر هم تاثیر زیادی دارند.

آیا سرعت کلاک بالا به معنای کارایی بهتر است؟

بسیاری از خریداران تصور می‌کنند که هرچه فرکانس CPU بالاتر باشد، حتما اجرای همه وظایف بهتر خواهد شد. گرچه سرعت کلاک یکی از عوامل اصلی به شمار می‌رود اما قواعد امروزی این قدر ساده نیستند. ساخت معماری‌های چند هسته ای، حضور حافظه نهان یا همان حافظه کش پردازنده و روش‌های پیشرفته مدیریت توان، همه باعث شده اند که سرعت کلاک تنها قطعه ای از یک پازل بزرگ تر باشد.

به عنوان نمونه، اگر یک پردازنده دو هسته‌ای ۳٫۵ گیگاهرتزی را با پردازنده چهار هسته‌ای ۳ گیگاهرتزی مقایسه کنیم، در برخی امور که ترد‌های متعدد نیاز است، احتمال دارد نمونه چهار هسته‌ای عملکرد بالاتری داشته باشد، حتی اگر فرکانس کمتری دارد. از طرف دیگر در یک کار تک تردی که تنها اجرای ترتیبی لازم باشد، شاید پردازنده‌ای که فرکانس بیشتری دارد، سریع تر عمل کند.

همچنین معماری جدید می‌تواند باعث شود یک پردازنده حتی با عدد کمتر، دستورها را سریع تر تمام کند. این به چیزی به نام IPC مربوط می‌شود؛ یعنی تعداد دستورهایی که در یک چرخه انجام می‌شود. پردازنده ای که طراحی به روزی دارد، شاید در هر لحظه کار بیشتری انجام دهد، حتی اگر فرکانس کمتری داشته باشد.

در نتیجه، عدد فرکانس به تنهایی نشان نمی‌دهد کدام پردازنده قوی تر است. باید به موارد دیگری هم نگاه کرد. تعداد هسته‌ها، کش داخلی و طراحی کلی هم مهم هستند. وقتی همه این فاکتورها کنار هم قرار بگیرند، می‌توان درک بهتری از توان واقعی سیستم به دست آورد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد تکنولوژی هایپر تردینگ و تردها روی لینک کلیک کنید.

رابطه سرعت کلاک CPU و تعداد هسته ها

در گذشته بیشتر تمرکز روی بالا بردن سرعت پردازنده بود. اما افزایش زیاد فرکانس مشکلاتی مثل داغ شدن یا مصرف برق زیادی ایجاد کرد. به همین دلیل، شرکت‌ها تصمیم گرفتند تعداد هسته‌ها را افزایش دهند. هر هسته می‌تواند دستورهای خودش را اجرا کند. وقتی برنامه‌ای چند بخش داشته باشد، هسته‌های بیشتر باعث می‌شوند همه چیز روان تر پیش برود.

با این حال، داشتن هسته زیاد همیشه بهتر نیست. اگر کسی فقط از یک نرم افزار ساده استفاده کند، پردازنده‌ای که تنها یک هسته دارد ولی سرعتش بالاست، ممکن است سریع تر عمل کند. در مقابل، اگر چند برنامه سنگین باز باشند یا نرم‌افزار طراحی و تدوین فعال باشد، پردازنده چند هسته ای بهتر جواب می‌دهد.

در دنیای واقعی، بسیاری از برنامه‌ها و بازی‌ها سعی کرده اند به سوی موازی سازی بروند، خصوصا برای کارهایی چون ویرایش ویدئو یا رندر سه بعدی. ولی گاهی اوقات بعضی عملیات‌ها فقط توسط یک هسته انجام می‌شود. برای همین، هم تعداد هر هسته و هم فرکانس هر هسته مهم هستند. در نتیجه، اگر کاربر اهل گیمینگ یا تدوین ویدئو است، بهتر است هم به فرکانس هسته و هم به تعداد آن‌ها توجه کند.

ضریب CPU

در زمان بررسی سرعت  CPU، عبارتی با عنوان ضریب یا Multiplier مطرح می‌شود. ضریب CPU مقداری است که در کنار فرکانس پایه قرار می‌گیرد تا فرکانس نهایی پردازنده به دست آید. مثلا اگر فرکانس پایه ۱۰۰ مگاهرتز و ضریب برابر با ۴۰ باشد، در نهایت فرکانس ۴ هزار مگاهرتز (۴ گیگاهرتز) شکل می‌گیرد.

در تراشه‌های جدید، ضریب قابل تنظیم است؛ البته به طور معمول تنها در نمونه‌های آنلاک شده اینتل نظیر برخی مدل‌هایی که پسوند K دارند یا در بیشتر مدل‌های رایزن AMD می‌توان تغییر داد. وقتی شخص ضریب را افزایش دهد، فرکانس بیشتر می‌شود و در نتیجه پردازنده می‌تواند پالس‌های بیشتری را پردازش کند. اصطلاح “اورکلاک” اغلب به همین تغییردادن ضریب CPU مربوط می‌شود. بعضی هم به جای تغییر ضریب، فرکانس پایه را تغییر می‌دهند که پیچیدگی و ریسک بالاتری دارد.

این ضریب پردازنده فقط به فرکانس نهایی محدود نیست؛ روی نحوه ارتباط حافظه رم و با تراشه نیز تاثیر می‌گذارد. اگر ضریب به شکلی باشد که عملکرد کلی تراشه بیش از حد بالا برود، ممکن است گرم شدن بیش از اندازه و بی ثباتی در سیستم پدید بیاید. درنتیجه افرادی که این پارامتر را دستکاری می‌کنند معمولا ولتاژ، سرعت پایه، عدد ضریب و وضعیت خنک کننده را بررسی می‌کنند تا سیستم پایدار باقی بماند.

به صورت کلی، ضریب CPU را می‌توان کلید تعیین کننده فرکانس واقعی دانست. گاهی هم اعداد جداگانه‌ای برای هسته‌های مختلف دیده می‌شود. یعنی در حالت تک هسته‌ای، ضریب بالاتر می‌رود ولی وقتی همه هسته‌ها فعال شوند، ضریب در مقدار پایین تری قفل می‌شود. این موضوع در فناوری‌هایی مثل توربو بوست اینتل و توربو کور AMD نمایان است که سرعت یک هسته را بیشتر می‌کنند اما سرعت همه هسته‌ها را در فرکانس پایین تری می‌گذارند تا گرمای کل سیستم افزایش نیابد.

چگونه سرعت کلاک پردازنده را بررسی کنیم؟

برای مشاهده Clock Speed پردازنده راه‌های ساده ای وجود دارد. در سیستم عامل ویندوز، اگر وارد Task Manager شوید و زبانه Performance را باز کنید، اطلاعاتی مثل سرعت لحظه‌ای، مقدار استفاده از CPU و تعداد هسته‌ها را خواهید دید. ابزارهای دیگری هم هستند که اطلاعات بیشتری نشان می‌دهند. مثلا برنامه CPU-Z مشخصات دقیقی مثل مدل پردازنده، عدد فرکانس در لحظه، ضریب و نوع ساختار تراشه را نمایش می‌دهد. همچنین نرم‌افزارهایی مثل Speccy یا HWMonitor  هم در بین کاربران شناخته شده اند و اطلاعات فنی خوبی دارند.

در زمان بررسی، شاید عدد فرکانس پایین تر از مقدار معمول دیده شود. دلیل این اتفاق مدیریت مصرف انرژی است. وقتی پردازنده بیکار است یا فشار زیادی روی آن نیست، سرعت را کمتر می‌کند تا گرما و مصرف برق کاهش پیدا کند. ولی اگر برنامه سنگینی اجرا شود، عدد فرکانس به مقدار بالای خودش نزدیک می‌شود.

در لینوکس هم ابزارهایی است که این عدد را نشان می‌دهد. برای تنظیم دقیق تر، می‌توان از برنامه‌های مخصوص مادربرد یا بخش BIOS و UEFI استفاده کرد. اگر شخصی به دنبال اعداد دقیق باشد، بهتر است زمانی که پردازنده درگیر اجرای سنگین است، وضعیت را بررسی کند. در زمان‌های عادی که سیستم بیکار است یا کار سبکی انجام می‌شود، CPU فقط در حد پایه کار می‌کند تا برق زیادی مصرف نشود و حرارت بالا نرود.

اورکلاک پردازنده یعنی چه؟

اورکلاک کردن به معنای افزایش سرعت کلاک یک قطعه سخت افزاری بالاتر از مقدار پایه‌ای است که سازنده در نظر گرفته. این مورد برای  CPU،GPU  و حتی RAM می‌تواند انجام شود. کسی که این مسیر را انتخاب می‌کند، در واقع تلاش دارد توان پنهان تراشه را بیرون بکشد. البته در برابر این افزایش توان، گرمای بیشتری تولید می‌شود و باید وضعیت پایداری سیستم دوباره بررسی شود.

در پردازنده‌ها، گاهی با بالا بردن ضریب CPU یا فرکانس پایه، این تغییر آغاز می‌شود. وقتی سرعت بیشتر می‌شود، معمولا ولتاژ هم باید کمی بالا برود. اما این کار گرمای سیستم را بالا می‌برد. در نتیجه خنک سازی باید قوی تر باشد و تهویه مناسبی هم در نظر گرفته شود. اگر فردی این موارد را نادیده بگیرد، احتمال دارد سیستم ناگهان قفل کند یا آسیب ببیند.

اورکلاک فقط مختص افراد حرفه ای نیست، اما نیاز به دقت و آگاهی دارد. مثلا اگر کسی پردازنده ای از مدل K اینتل تهیه کند و مادربردی سری Z داشته باشد، می‌تواند مرحله به مرحله ضریب را بیشتر کند. بعد از هر مرحله هم برنامه‌هایی مثل Prime95 یا AIDA64 را اجرا کند تا ببیند سیستم پایدار مانده یا نه. اگر مشکلی پیش نیاید، یعنی مقدار سرعت به خوبی اضافه شده است. اما اگر سیستم ناپایدار شد، باید یا ولتاژ را کمی بالا ببرد یا دوباره سرعت را پایین آورد.

از نظر هزینه، بعضی‌ها سراغ پردازنده‌هایی می‌روند که در سطح متوسط قرار دارند و با اورکلاک، آن را به سطح مدل‌های قوی تر نزدیک می‌کنند. در گذشته، اختلاف قیمت بالا بین مدل‌ها خیلی‌ها را به این سمت می‌کشاند. حالا هم کسانی که نرم افزار سنگین دارند یا دنبال بیشترین قدرت هستند، به این روش فکر می‌کنند. البته در طولانی‌مدت، فشار مداوم کمی از عمر قطعه کم می‌کند ولی اگر اصول ایمنی رعایت شود، مشکلی پیش نمی‌آید.

چرا پردازنده را اورکلاک کنیم؟

دلایل زیادی برای اورکلاک کردن وجود دارد. یکی از این دلایل، رسیدن به سرعت بیشتر بدون پرداخت پول زیاد است. یعنی کاربر می‌خواهد پردازنده ای در حد متوسط را کمی سریع تر کند تا به سطح مدل‌های گران قیمت نزدیک شود. در این مسیر شاید نیاز به خنک کننده قوی تر یا مادربرد بهتر باشد اما این هزینه معمولا کمتر از خرید یک پردازنده قدرتمند تمام می‌شود.

بعضی‌ها هم برای کارهای سنگین به این روش روی می‌آورند. مثلا گیمرها برای گرفتن نرخ فریم بیشتر، یا تدوین گرهایی که می‌خواهند زمان رندر را کاهش دهند، با کمی افزایش فرکانس ممکن است به هدف شان برسند. حتی مهندسان یا کسانی که با تحلیل داده‌ها کار می‌کنند، اگر فشار پردازشی زیادی داشته باشند، ممکن است از این روش استفاده کنند.

گروه دیگری هم هستند که بیشتر از جنبه سرگرمی وارد این موضوع می‌شوند. آن‌ها تلاش می‌کنند تا ساختار داخلی سیستم را بهتر بشناسند و محدودیت‌هایش را لمس کنند. بعضی‌ها هم در مسابقات مخصوص اورکلاک شرکت می‌کنند و سعی دارند رکورد سرعت ثبت کنند. البته در این شرایط، افراد از خنک کننده مایع یا حتی نیتروژن مایع استفاده می‌کنند تا دما را کنترل کرده و از آسیب به سخت افزار جلوگیری کنند.

با این حال، اورکلاک بدون دردسر نیست. اگر این کار درست انجام نشود، می‌تواند به خرابی سیستم یا ناپایداری‌های مکرر منتهی شود. بنابراین اول باید از مادربردی استفاده کرد که مدار تغذیه قوی داشته باشد، خنک کننده قدرتمند نصب شود و فضای کیس به خوبی تهویه شود. بعد هم مرحله به مرحله ضریب و ولتاژ را بالا برود تا در تست‌های طولانی، پایداری بررسی شود. اگر دستگاه بدون خطا کار کرد، یعنی تنظیمات درست انجام شده است.

جمع بندی

سرعت کلاک نشان می‌دهد که پردازنده چقدر سریع دستورها را انجام می‌دهد. وقتی عدد گیگاهرتز در یک CPU بالا باشد، یعنی پردازنده در هر ثانیه تعداد بیشتری کار اجرا می‌کند و معمولا سرعت بیشتر است. البته همه چیز فقط به این عدد بستگی ندارد. تعداد هسته‌ها، نوع طراحی داخلی و میزان حافظه کش هم تاثیر زیادی دارند. گاهی پردازنده‌ای که فرکانس پایین تری دارد، عملکرد بهتری در بعضی کارها نشان می‌دهد. اگر کسی بخواهد از این مقدار بیشتر استفاده کند، باید سراغ اورکلاک برود که یعنی بالا بردن فرکانس پردازنده. البته این کار گرما را زیاد می‌کند و نیاز به خنک کننده قوی تری دارد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خرید و قیمت سرور hp استوک، همچنین تجهیزات مربوطه به منظور تقویت کارایی آنها می توانید با کارشناسان شرکت ماهان شبکه ایرانیان از طریق  شماره ۰۲۱۹۱۰۰۸۴۱۳ در تماس باشید.

سوالات متداول

۱) آیا فرکانس CPU هرچه بالاتر باشد، عملکرد همیشه بهتر می‌شود؟

عبارت “هرچه بالاتر، لزوما سریع‌تر” همیشه حقیقت ندارد. ممکن است فرکانس بالا با معماری قدیمی نتواند عملکردی هم ردیف یک مدل جدید با فرکانس پایین تر نشان دهد.

۲) چگونه می‌توانم سرعت کلاک پردازنده سیستم را ببینم؟

برای کاربران ویندوز، تماشای Task Manager یا استفاده از نرم‌افزارهایی مانند CPU-Z روش ساده‌ای است. در آنجا عدد فرکانس و اطلاعات جانبی نمایش داده می‌شود.

۳) آیا اورکلاک همیشه بدون مشکل پیش می‌رود؟

اگر فرکانس خیلی بالا برود یا ولتاژ بیش از اندازه افزایش یابد، احتمال ناپایداری سیستم هم زیاد می‌شود. اما برای جلوگیری از خرابی، باید همیشه میزان حرارت و ولتاژ بررسی گردد. بدون این مراقبت، قطعه ممکن است دچار مشکل شود.