Wie modernes Übertakten funktioniert

Verzeihen Sie mir, wenn ich einige grundlegende EE-Prinzipien falsch verstehe - ich bin ein CS-Typ. Nach einigem googeln erklärt niemand wirklich, wie der Chip schneller läuft. Ich verstehe, dass die Spannung gemäß diesem verwandten Artikel ansteigen muss .

Erhöhen wir tatsächlich die Frequenz, mit der der Chip arbeitet?

Eine CPU läuft mit einer bestimmten Frequenz, die in ihren Registern programmiert ist. Diese Frequenz kann jederzeit geändert werden, um die Drift zu berücksichtigen, die zur Berücksichtigung des Abstands zwischen dem Kristall und der CPU verwendet wird. (Dies geht aus dem Gedächtnis von vor Jahren - wahrscheinlich ist jede Annahme hier ungenau.)

Die ursprüngliche Frequenz wird also durch den Kristall definiert, der aufgrund der Natur eines Kristalls in einem statischen Frequenzband schwingt . Dies wiederum programmieren wir in die CPU, die dann die XAnzahl der Berechnungen pro Millisekunde durchführt.

Zu diesem Zeitpunkt manipulieren Overclocker die in die CPU programmierte Drift? Mein Bauch sagt mir, dass die Driftregister die Frequenz nicht genug erhöhen können, um relevant zu sein. Woher kommt also der Frequenzanstieg?

Etwas, das mir gerade eingefallen ist, ist, dass sich die 'Bits' durch Anlegen von mehr Spannung tatsächlich schneller bewegen. Aber dann würde das keine Frequenzerhöhung bedeuten, oder?

Erhöhen wir tatsächlich die Frequenz, mit der der Chip arbeitet?

Ja das tun wir!

Moderne CPUs verfügen über eine Einheit namens PLL - Phase Locked Loop -, die aus relativ billigen Kristallen mit 33,3 oder 100 MHz mehrere GHz macht. Diese Geräte sind in einem weiten Bereich von Ausgangsfrequenzen programmierbar. Dies wird verwendet, um die Kerne zu verlangsamen, wenn weniger Arbeit erforderlich ist, um Strom zu sparen - oder um sie zu übertakten.

Sie können die Taktfrequenz weiter erhöhen, wenn die Spannung höher ist - aber zum Preis einer massiven zusätzlichen Wärmeerzeugung. Und das Silizium wird sich schneller "abnutzen", da auch schlechte Dinge wie Elektromigration zunehmen werden.

Direkte Antwort:

Ja, wir erhöhen nicht nur die Frequenz der CPU, sondern auch der Bus-, RAM- und Grafikchips.

Ausarbeitung:

Wie TurboJ erwähnte, ist die Einheit innerhalb der CPU, die für die Frequenzmultiplikation verantwortlich ist, die PLL. Sie versorgen die CPU mit einer Referenz- / Basis- / Bustaktfrequenz, die dann intern mit einem Wert multipliziert wird, der automatisch oder manuell ausgewählt wird.

Als praktisches Beispiel verwende ich das berühmte Programm " CPU-Z ", um die detaillierten Spezifikationen meiner CPU anzuzeigen:

Ich habe die CPU nicht belastet, sondern nur CPU-Z geöffnet. Beachten Sie, dass der "Multiplikator" jetzt x8 ist, der mit dem Basistakt "Busgeschwindigkeit" multipliziert wird, um die Kernfrequenz ~ 798 MHz zu erzeugen. Achten Sie auch darauf, dass die Kernspannung in diesem Fall 0,725 V beträgt.

Als nächstes habe ich Stresstests auf die CPU angewendet, um Ihnen ihr Verhalten unter Last zu zeigen:

Beachten Sie, dass der Multiplikator automatisch auf x28 sprang und die Frequenz auf ~ 2,8 GHz erhöhte. Auch die Kernspannung beträgt jetzt 1,131 V, was die Verlustleistung und damit die Betriebstemperatur der CPU erhöht. (In diesem Test erreichte es 90 ° C!)

Dies geschieht automatisch, da Intel den Stromverbrauch seiner CPUs reduzieren möchte, wenn keine Last angelegt wird, und dies hilft wirklich, die Akkulaufzeit meines Laptops zu verlängern.

Als Overclocker haben Sie zwei Möglichkeiten, die Frequenz der CPU zu erhöhen:

1. Manuelles Erhöhen des Multiplikators über das BIOS oder eine spezielle Software. Für die meisten kommerziellen Desktop-CPUs hat dieser Multiplikator einen Maximalwert, den Sie nicht überschreiten dürfen. (Mit Ausnahme von Intel Extreme-CPUs und AMD Black Edition-CPUs mit offenem Multiplikator)

2. Erhöhen der Referenz- / Basis- / Busfrequenz.