KarbosGuide.dk. Modul 3b1.

CPU'en – udviklinger og forbedringer


Indholdet:

  • Om klokfrekvens og -dobling
  • Klokdoblingen i CPU'en

  • Næste side
  • Forrige side

  • Hvis man skal forbedre en CPU – og det sker jo hele tiden – så er det ikke bare én teknik, der udvikles. Der er mange flaskehalse i og omkring CPU'en, som løbende bliver optimeret.

    For at forstå disse teknologiske forbedringer, skal man huske, at CPU'en er en databehandlende dims, der sidder monteret på en printplade (bundkortet). En stor del af databehandlingen sker inde i CPU'en selv, men alle data skal transporteres til og fra CPU'en via systembussen. Men hvad bestemmer CPU'ens hastighed?


    Klokfrekvensen

    Vi kender det fra annoncerne: "En Pentium 966 MHz". De 966 MHz er klokfrekvensen.

    I virkeligheden sidder der et lille krystal på bundkortet, der hele tiden "banker" til CPU'en med et bestemt antalklokkeslag pr. sekund. For hvert klokkeslag sker der noget inde i CPU'en, så jo flere slag pr. sekund – jo mere data behandles pr. sekund.


    De første CPU'er arbejdede ved en takt på 4,77 MHz. Siden steg klokfrekvensen over 16, 25, 50, 66, 90, 133 MHz og så videre til dagens bedste, der vist kører ved 2.000 MHz. Og klokfrekvensen øges jo hele tiden. Om få år har vi CPU'er, der kører ved 3 og 4 GHz.

    Men for at komme op på disse meget høje klokfrekvenser, er man nødt til at gribe til et trick kaldet klok-dobling:


    Klokdoblingen i CPU'en

    Problemet med de høje klokfrekvenser er, at elektronikken skal kunne følge med. Det er "ret enkelt" at få data til at løbe meget hurtigt inde i en chip, hvor printbanerne er mikroskopiske. Men når transporten skal ske uden for chippen, er det en helt anden sag. Der skal komponenterne kunne "følge med", og der kan opstå forskellige former for radiostøj, når frekvensen ryger opad. Kort sagt - det er dyrt at få resten af hardwaren til at følge med de høje frekvenser.

    Løsningen på dette problem blev at to-dele klokfrekvensen:

  • En høj intern klokfrekvens, der gælder arbejdstakten inden i selve CPU'en.

  • En lavere ekstern klokfrekvens, der gælder på systembussen, hvor CPU'en afleverer sine data til og modtager dem fra RAM og I/O-enhederne.

    Intels 80486DX2 25/50 MHz var den første klokdoblede chip. Den blev lanceret i 1992 med store løfter. Man kunne for billige penge få en chip, der ydede 90% af den ægte 486DX50, som kørte 50 MHz både internt og eksternt. DX2'eren kørte kun 25 MHz på systembussen, og det gjorde bundkortene meget billigere. Ligeledes var kravet til RAM-hastighed også meget mindre.

    Klok-doblingen foregår ved at CPU'en modtager et kloksignal fra et lille krystal. Hvis krystallet svinger med en frekvens på 25 MHz, vil CPU'en - på et af dens ben - modtage et signal hvert 40 ns (nanosekund). Internt i chippen dobles denne frekvens op til 50 MHz, så klokken slår hvert 20 ns inde i chippen. Internt i chippen arbejdes så med 50 MHz, og ved denne takt styres alle interne transaktioner.

    Det gælder heltals-operationer (i integer unit), flydende-tal-operatoner (i floating point unit), alle hukommelses-adresseringer (i memory management unit) m.fl. - alt kører med 50 MHz. Det eneste sted, hvor der fortsat opereres med 25 MHz er "ud af chippen", dvs i overgangen til dels RAM/BIOS og dels I/O-portene.

    I dag er det helt andre frekvenser, som CPU'erne arbejder ved, og man taler ikke længere om klokdobling. Læs mere om klokdoblingen i modul 3d.


  • Næste side
  • Forrige side


    Lær mere

    Læs om Optimering af diskcache og Optimering af RAM - meget vif´´gtigt for Windows 98-brugere.

    Alt om digital billedbehandling

    Fortsæt beskrivelsen med at se på alle 5. generations-CPU'erne, Pentium mv.: Klik for Modul 3c

    Læs videre om Ultra DMA og AGP i modul 5b

    Læs om driv-programmer til Windows 95 i modul 6c.

    Læs videre om RAM i modul 2e

    Tilbage tilOversigt

    Copyright (c) 1996 - 2001 by Michael B. Karbo.