Тактовая частота микропроцессора

Работа всех устройств микропроцессора синхронизируется, т.е. согласовывается благодаря электрическим импульсам тактовой частоты, вырабатываемых специальной микросхемой, называемой тактовым генератором. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц, млн. тактов в секунду). За время каждого такта микропроцессор выполняет одну элементарную операцию. Чем выше тактовая частота, тем быстрее работает микропроцессор и выше производительность компьютера. Микропроцессору каждого типа соответствует определённая оптимальная для него тактовая частота (clock), рекомендованная компанией- производителем. Существует возможность некоторого увеличения тактовой частоты процессора пользователем путём перестановки специальных перемычек на материнской плате либо изменением настроек в программе конфигурации компьютера, однако делать это без крайней нужды не следует по ряду причин: фирма- производитель назначает тактовую частоту оборудования не произвольно, а так, чтобы компьютер работал с максимальной скоростью устойчиво, без сбоев. Современные микропроцессоры, работая на полной мощности, выделяют до 70- 130 Вт тепловой энергии и их оснащают массивными радиаторами и вентиляторами, чтобы обеспечить оптимальный для этих микросхем тепловой режим, составляющий 50 – 60^оС. При произвольном увеличении тактовой частоты процессора владельцем компьютера (так называемый " разгон процессора", overclocking) система охлаждения может не справиться с растущим тепловыделением и процессор будет работать в неблагоприятном режиме повышенных температур, ускоряющем выработку ресурса микросхемы и сокращающем продолжительности его работы.

Средний срок службы обычной интегральной схемы составляет 50-75 лет при температуре 60°C и всего лишь 1000-1500 ч при температуре 125°C. Для современных процессоров (в частности Phenom и Penryn), отличающихся гораздо более тонкой микроструктурой, чем " среднестатистическая" микросхема, средний срок службы сокращается ещё быстрее и составляет не более 1000-1500 ч при подъёме температуры от оптимальной до 85-90°C.

При опасном перегреве микропроцессора (около 90^оС) начинаются перебои в его работе либо полный выход из строя. В микропроцессорах предусмотрена защита от перегрева (интегрированный в ядро процессора термодиод), поддерживаемая BIOS и материнской платой, на которую устанавливается процессор, своевременно выключающая электропитание процессора и сберегающая его от сгорания в случае неосторожного разгона или отказа системы охлаждения. На процессорах Intel, дополнительно к полному отключению электропитания, предусмотрена также более мягкая защита, обеспечивающая в случае опасного подъёма температуры (до 70-80^оС) отработку процессором " пустых тактов" (Thermal Throttling), т.е. кристалл начинает работать через такт, снижая свою производительность приблизительно на 50%, остывая и не прекращая работы.

Как следует из сказанного, на современных персональных компьютерах при чрезмерном повышении тактовой частоты микропроцессора пользователь взамен ожидаемого роста производительности получает либо снижение скорости работы, либо сокращение срока службы машины и перебои в работе, либо лишается её совсем.