Einschränkungen der CPU-Geschwindigkeit – So ermitteln Sie die Ursache

    Leserfrage:<br>"Hallo Wally, wie spielt der CPU-Chip eine Rolle bei der Bestimmung der Gesamtleistung des Computers?"<br>- Justin S., USA

Wallys Antwort:
Es gibt eine Reihe von Methoden, um die Geschwindigkeitsbeschränkungen Ihrer CPU zu bestimmen. Am einfachsten ist es, die maximale Geschwindigkeitsbewertung zu betrachten, die sich auf dem Chip selbst befindet. Ein Beispiel wäre ein Chip, der 3 GHz anzeigt. Dies bedeutet, dass die CPU fehlerfrei arbeitet, während sie in oder unter dem normalerweise festgelegten Temperaturbereich arbeitet.
Eine CPU-Leistung wird in folgenden Fällen beeinträchtigt:

  • Übertragungsleitungseffekte auf die CPU
  • Überhitzung

Übertragungsverzögerung – Dies hängt mit den Kabeln zusammen, die verschiedene Komponenten der CPU verbinden. Diese Drähte sind buchstäblich winzige Kupferstreifen, die auf das Silizium geätzt werden, aus dem der Chip besteht. Für Laien kann ein Chip als eine Ansammlung von Drähten und Transistoren betrachtet werden, wobei die Transistoren nichts weiter als ein Ein / Aus-Schalter sind, ähnlich wie eine Halbleiterdiode. Transistoren sind zu einer Kaskade verbunden, die jeweils mit einem Drain-Draht verbunden ist, der die Transistoren miteinander verbindet. Wenn ein bestimmter Transistor eingeschaltet ist, ist der Draht mit Elektronen gefüllt, und wenn er ausgeschaltet wird, werden Elektronen aus dem Draht abgelassen. Die Länge des Drahtes kommt ins Spiel, da ein längerer Draht mehr Zeit benötigt, um diese Elektronen abzuleiten. Je kürzer, desto besser.
Im Laufe der Jahre wurde die Länge der Drähte auf die kleinste Größe gedrückt, und das Laden / Entladen dauert ein miserables Intervall. Trotz so vieler Innovationen führt das Ablassen des Drahtes zu einer Geschwindigkeitsbegrenzung auf dem Chip.
Ein Transistor ist erforderlich, um seinen Zustand von Ein auf Aus und umgekehrt zu schalten. Der Prozess nimmt eine marginale Zeit in Anspruch. Die Verzögerung des Flits wird für die gesamte Kaskade addiert. Auf einem CPU-Chip wie dem G5 sind diese Transistoren in ziemlich langen Ketten verbunden, und die längste Kette begrenzt die Geschwindigkeit des gesamten CPU-Chips.

Wärme – CPU-Geschwindigkeitsbeschränkungen haben auch mit der Wärme zu tun, die erzeugt wird, wenn ein Transistor beim Zustandswechsel ein wenig Strom verliert. Den Herstellern ist es gelungen, die Größe des Transistors im Laufe einer festgelegten Zeit zu halbieren. Ein solches Phänomen verringert den verschwendeten Strom, so dass die erzeugte Wärme innerhalb des sicheren Niveaus gehalten wird, aber der Wirkungsgrad nicht 100% beträgt.

Überwindung von CPU-Geschwindigkeitsbeschränkungen

Durch Übertakten kann ein Chip mit der empfohlenen Höchstgeschwindigkeit laufen, sicherlich schneller als Sie es gewohnt sind. Um den Chip zu übertakten, muss er zuerst künstlich gekühlt werden. Eine solche Methode funktioniert bei einer Reihe von Celeron-Modellen recht gut. Es gibt Maschinen, bei denen das Übertakten keinen Vorteil hat, da Übertragungsverzögerungen auftreten und man nicht viel tun kann, um diese lästigen Verzögerungen bei der CPU-Geschwindigkeit zu vermeiden.

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