Что такое тактовая частота процессора

Серверное оборудование стало неотъемлемой частью IT-инфраструктуры компаний. Оно решает профессиональные задачи, хранит информацию и обеспечивает работу бизнес-процессов. Сердце любого сервера — процессор. Именно он обрабатывает все поставленные задачи и координирует работу системы. Производители предлагают огромное разнообразие моделей с разными характеристиками. Разобраться в этом многообразии бывает непросто, поэтому имеет смысл подобрать сервер вместе с инженерами ittelo.ru, которые досконально знают этот вопрос.

Процессор: определение, функционал

Центральный процессор (CPU) – мозг серверного оборудования, который отвечает за обработку информации и ее перераспределение. Также управляет оперативной памятью, дает команды всем модулям.

ЦП (камень) считается важной деталью. Несмотря на это, он характеризуется небольшими размерами. Помещается в небольшой слот и фиксируется специальными застежками. Также добавляется элемент системы отвода тепла.

На момент работы CPU сильно нагревается. Он считается основным источником тепла. При этом степень тепловыделения повышается при повышении нагрузки.

Ядра

Рассматривая основные характеристики центрального процессора, многие уделяют внимание тому, сколько у него ядер. Ядро – самостоятельный вычислительный блок в архитектуре, который выполняет линейную последовательность задач в течение некоторого периода времени.

Первые модели работали всего с одним вычислительным блоком. Сейчас же на рынке представлены процессоры с 8, 16, 24, 32, 64 и даже 128 ядрами. Такой скачок произошел благодаря совершенствованию техпроцесса производства и развитию платформ, способных раскрыть потенциал многоядерных чипов.

Производители решили не повышать тактовую частоту, а использовать другой подход. Ядро может выполнять только одну задачу или они могут объединяться для увеличения вычислительной мощности, например, при редактировании видео.

Что из себя представляет тактовая частота центрального процессора

При выборе серверного оборудования обращают внимание на тактовую частоту. Она показывает, сколько вычислительных циклов процессор выполняет за секунду. Измеряется в герцах — один герц равен одному такту. Что важно знать:

• Серверные процессоры работают на частотах от 2.0 ГГц и выше, а некоторые модели достигают 4-5 ГГц.
• Высокая частота требует соответствующей производительности от других компонентов системы.
• Больше герц не всегда означает выше производительность — многое зависит от архитектуры и количества ядер.
• Многие чипы поддерживают режим автоматического разгона, когда частота временно повышается под нагрузкой.

Для серверов выбирают процессоры с базовой частотой от 2.0 ГГц и выше. Стоимость производства снижается за счет перехода на более тонкие техпроцессы и масштабирования производства.

Разгон процессора

Один из способов повышения производительности заключается в разгоне. Стоит учитывать, что не все модели поддерживают подобную возможность. Повышение тактовой частоты осуществляется за счет программного обеспечения. Но у такого решения есть и некоторые отрицательные стороны:

• увеличивается степень нагрева;
• снижается эксплуатационный срок;
• возможны аппаратные ошибки.

Также если неправильно провести процедуру, CPU может практически сразу выйти из строя. Поэтому нужно доверять подобную работу только опытным инженерам.

В чем важность частоты процессора?

При создании серверного оборудования нужно уделять внимание тактовой частоте. Она влияет на скорость обработки поставленной задачи, а также общую производительность.

Но не только подобный параметр должен учитываться при выборе центрального процессора. Имеет значение количество ядер, тип архитектуры, максимальное энергопотребление и многое другое.

Повышение тактовой частоты против разгона

На показатель тактовой частоты оказывают влияние несколько критериев:

• продуманность системы охлаждения;
• качество используемого кремния при производстве;
• тип применяемой термопасты;
• рабочие нагрузки в выбранном режиме.

Что касается возможности разгона, лучше всего не использовать ее для увеличения производительности сервера. Это связано с тем, что подобное оборудование предназначено для работы на протяжении длительного периода. Поэтому запредельные нагрузки негативно сказываются на долговечности.

Почему процессор не может всегда работать на повышенных частотах

Режим повышенных частот достаточно распространен. Многие производители добавляют возможность разгона и задействования турборежима. Но постоянная работа на максимальной мощности приводит к проблемам:

• сильные нагревы;
• потеря данных и возникновение ошибок;
• повышенная нагрузка на другие модули аппаратной начинки.

При выборе процессора важно учитывать, что он будет работать на своей базовой тактовой частоте, которая обеспечивает стабильную работу и отсутствие ошибок.

Что влияет на повышение тактовой частоты

Факторы, которые могут отразиться на возможности увеличения тактовой частоты:

• Ограничение архитектуры.
• Тепловые ограничения.
• Проводящая способность.
• Скорость шины.
• Проблемы с кэшированием.

Определить максимальный доступный показатель можно только по уже проведенным тестам различными инженерами. Производители ЦП не указывают этот параметр в техническом описании.

Почему сильно различаются базовая и повышенная частоты

Дополнительный режим работы CPU создавался с целью кратковременного увеличения вычислительной мощности, когда система подвержена высокой нагрузке. Это должно исключить вероятность зависания и потери данных, что важно при создании серверов. Несмотря на это, камень может длительное время задействовать всю тактовую частоту.

Большая разница прежде всего связана с необходимостью компенсирования недостаточной производительности. Она достигается также за счет увеличения энергопотребления. Поэтому тепловыделение возрастает в несколько раз.

Что важнее – базовая или повышенная частота процессора

Чаще всего считается базовая тактовая частота. Это связано с несколькими моментами:

• она задействуется при решении всех поставленных задач;
• именно на базовой сервер работает все время;
• показатель допустимой просадки на момент троттлинга зависит от этого параметра.

Повышенная используется в качестве дополнительной функции. Многие рекомендуют даже отказаться от нее, так как происходит сильный нагрев и износ аппаратной начинки.

Что такое базовая тактовая частота процессора

Этот параметр считается наиболее важным при выборе камня на момент сборки сервера. Он определяет быстродействие при выполнении всех поставленных задач.

Многие производители указывают этот показатель как основной. По нему происходит выбор ЦП для сервера.

Что такое повышенная (Boost) тактовая частота?

Считается дополнительным режимом, в котором может работать собранный сервер при повышении нагрузки. При рассмотрении этого параметра учитывается несколько моментов:

• не все модели процессора поддерживают Boost;
• с помощью программного обеспечения функция отключается;
• работает CPU в этом режиме небольшое количество времени.

Многие производители в последнее время включают этот режим в свои продукты. Однако на практике его можно считать просто маркетинговым ходом. Сервер не сможет работать долгое время на высокой тактовой частоте.

Аппаратные возможности зависят от применяемой технологии производства, выбранной архитектуры и многих других параметров. При этом есть возможность увеличить показатели за счет специального программного обеспечения.

Если производитель не предусмотрел возможность разгона, есть вероятность, что у чипа нет требуемого запаса прочности. Поэтому проводить подобную процедуру следует только после изучения спецификации.

Количество форсированных ядер

Производители процессоров не стоят на месте и регулярно обновляют свои линейки. Но есть интересный момент: базовые частоты остаются в диапазоне 2-4 ГГц, хотя технологии шагнули далеко вперед. Объясняется это просто — чем больше ядер размещено на кристалле, тем сложнее обеспечить каждое из них достаточной энергией без перегрева. Эту задачу решают постепенно, используя новые архитектурные решения и улучшенные техпроцессы.

Новые поколения работают по совершенно новым принципам. Только несколько ядер могут работать на повышенной тактовой частоте, другие и вовсе могут оставаться в режиме простоя. Форсирование осуществляется по сложному алгоритму, который учитывает температуру, мощность и степень загрузки.

Тепловые возможности процессорного кулера

При сборке сервера устанавливается специальный процессорный кулер. Его предназначение заключается в отводе излишков тепла.

Если сравнивать с видеокартами, CPU поставляется без специального оборудования теплоотвода. Но в спецификации указано, какой мощностью должен обладать кулер и какова должна быть система охлаждения. В некоторых случаях возможна установка только системы, по которой циркулирует жидкость.

Какие рабочие нагрузки зависят от базовой тактовой частоты?

Зависит производительность системы практически при решении всех задач. Это означает, что показатель определяет, насколько быстро сервер обрабатывает запросы и выдает результат.

Но допустимая рабочая нагрузка зависит от нескольких факторов. К примеру, некоторые архитектуры справляются лучше с большим количеством мелких задач (копирование данных, запись файлов, редактирование документов в специальных программах, создание места для размещения сайта). Но есть и другие задачи: обработка видео, анализ рисков, рендер трехмерного пространства. Они нагружают сразу все ядра.

Какие рабочие нагрузки выигрывают от повышенных частот?

Повышенные частоты задействуются, когда происходит нагрузка всей системы. Они также подходят для решения всех задач. Активация режима происходит автоматически. При этом определение того, что камню требуется Boost, осуществляется по различным алгоритмам.

Подобрать CPU достаточно сложно. Он характеризуется многими показателями. Поэтому для решения подобной задачи лучше всего обратиться к инженерам Ittelo, которые специализируются на сборке серверов.