همه چیز در رابطه با سرعت یا فرکانس پردازنده های کامپیوتری

به گزارش کلیک،سرعت پردازنده یا همان CPU Clock Speed زمانی یک معیار بسیار مناسب به منظور سنجش عملکرد و مقایسه‌ی دو پردازنده محسوب می‌شد، اما با پیشرفت‌هایی که امروزه در صنعت پردازنده‌ها ایجاد شده، دیگر نمی‌توان عدد مربوط به سرعت پردازنده‌ها را معیاری به منظور مقایسه‌ی قدرت عملکرد دو CPU دانست.

به طور کلی پردازنده‌ها یا همان CPUهای مدرن به منظور پردازش اطلاعات پایه‌ای بسیار قدرتمند هستند و اغلب از این نظر قدرتمندتر از حدی هستند که باید باشند. بنابراین امروزه مقایسه‌ی عدد مربوط به سرعت پردازش اطلاعات پردازنده‌ها روش مناسبی به منظور مقایسه‌ی آن‌ها محسوب نمی‌شود و بهتر است بدین منظور معیارهای دیگری را در راستای سنجش عملکرد یک پردازنده در نظر بگیرید.

لازم به ذکر است که CPU Clock Speed که ما آن را سرعت پردازنده نام گذاری کرده‌ایم، در واقع همان فرکانس کاری هسته‌های پردازشگر تراشه‌ها در گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها نیز به شمار می‌رود. بنابراین اطلاعاتی که در این زمینه ارائه می‌شود، می‌تواند برای گوشی‌های هوشمند نیز صادق باشد.

چرا سرعت پردازنده معیار مناسبی برای مقایسه‌ی عملکرد دو پردازنده نیست؟

سرعت پردازنده، فرکانس کاری، Clock Speed یا Clock Rate همگی یک مفهوم اصلی را به همراه دارند. واحد سنجش سرعت پردازنده هرتز (Hertz) است و عموما به دلیل بزرگ بودن با واحد گیگاهرتز (Gigahertz) معرفی می‌شود. گیگاهرتز را به اختصاصی به صورت GHz نمایش می‌دهند. سرعت پردازنده یا فرکانس کاری هر پردازنده در واقع نشان می‌دهد که آن هسته‌ی پردازشگر در هر ثانیه چند سیکل کاری را طی می‌کند. به عنوان مثال اگر گفته می‌شود که سرعت پردازنده‌ یا فرکانس کاری پردازنده‌ای 1.8 گیگاهرتز است، یعنی این پردازنده در هر ثانیه 1800000000 سیکل کاری را طی می‌کند. بدیهی است که هرچه مقدار این سرعت بیشتر باشد، توانایی و سرعت عملکرد پردازنده نیز بیشتر خواهد بود. اما چرا این عدد معیار مناسبی به منظور مقایسه‌ی عملکرد دو پردازنده محسوب نمی‌شود؟

به طور کلی اگر بخواهید دو پردازده‌ از یک رده‌ی تولیدی یا اصطلاحا سری و خانواده را با یکدیگر مقایسه کنید، می‌توانید از عدد مربوط به سرعت پردازنده یا فرکانس کاری استفاده کنید. به عنوان مثال تصور کنید که قصد دارید دو پردازنده از خانواده یا سری پردازنده‌های Haswell Core i5 کمپانی اینتل را با یکدیگر مقایسه نمایید. در این شرایط مطمئنا با مقایسه‌ی عدد مربوط به فرکانس کاری یا سرعت پردازنده می‌توانیم پردازنده‌ی قدرتمندتر را نسبت به پردازنده‌ی ضعیف‌تر شناسایی کنید. تصور کنید که یکی از این دو پردازنده‌ی Haswell Core i5 اینتل، سرعت و فرکانسی برابر با 3.4 گیگاهرتز داشته و پردازنده‌ی دیگر سرعتی برابر با 2.6 گیگاهرتز را ارائه می‌کند. در این وضعیت بدون تردید پردازنده‌ای که فرکانس کاری 3.4 گیگاهرتزی را ارائه می‌کند قدرتمندتر از پردازنده‌ی 2.6 گیگاهرتزی خواهد بود. بنابراین در این وضعیت مقایسه‌ی سرعت پردازش یا فرکانس کاری این دو پردازنده امری کاملا معقولانه است و دلیل این موضوع هم واضخ است، چرا که دو پردازنده‌ی نامبرده شده دقیقا از یک خانواده و رده هستند. بنابراین مشخص است که پردازنده‌ای که فرکانس کاری یا سرعت پردازش بیشتری را ارائه می‌کند در عمل نیز قدرتمندتر از پردازنده‌ی با کلاک اسپید کمتر خواهد بود.

اما همانطور که می‌دانید دنیای پردازنده‌ها و تکنولوژی‌های مربوط به آن پیشرفت‌های چشم گیری را شامل شده است. شاید تا چند سال گذشته اگر قصد خرید یک پردازنده‌ی جدید را داشتید، تنها با گزینه‌های محدودی مواجه می‌شدید که اغلب هم از یک سری یا خانواده بودند. اما اگر هم اکنون قصد خرید یک پردازنده را داشته باشید، با گزینه‌های بسیار متعددی از کمپانی‌های مختلف و رده‌های گوناگون مواجه می‌شوید. در این وضعیت به هیچ وجه نمی‌توانید به منظور انتخاب بهترین مورد، سرعت پردازنده یا فرکانس کاری آن را معیار اصلی انتخاب خود قرار دهید. برای مثال شما نمی‌توانید به منظور مقایسه‌های پردازنده‌های سری Core i5 اینل با سری Core i3، Core i7و یا دیگر پردازنده‌های تولید شده کمپانی‌ها نظیر AMD و ARM از عدد مربوط به سرعت یا فرکانس کاری آن‌ها استفاده کنید.

متاسفانه هم اکنون بسیاری از افراد بدون توجه به این موضوع، سرعت پردازنده یا همان فرکانس کاری پردازنده را معیار اصلی سنجش عملکرد آن می‌دانند. حتی برخی از فروشندگان گوشی‌های هوشمند هم در رابطه با این موضوع اطلاعات کافی ندارند. به عنوان مثال فروشنده‌ی گوشی هوشمندی برای یک خریدار توصیف می‌کرد که سرعت پردازنده‌ فلان گوشی هوشمند 2.2 گیگاهرتز است، اما سرعت پردازنده این گوشی 1.8 گیگاهرتزی است، بناربراین گوشی اول قدرتمندتر از گوشی دوم محسوب می‌شود. این موضوع در حالی بود که نتیجه‌گیری فروشنده کاملا اشتباه بوده است، چرا که هسته‌های پردازشگر گوشی با سرعت 1.8 گیگارهرتزی بسیار جدیدتر و قدرتمندتر از گوشی بهره‌مند از پردازنده‌ی 2.2 گیگاهرتز بوده‌اند. اما وی نسبت به این موضوع و مدا دقیق هسته‌های پردازشگر تراشه‌ی دو گوشی بی‌توجه بوده و تنها سرعت پردازش یا فرکانس کاری هسته‌های پردازشگر دستگاه را معیار مقایسه‌ی اشتباه خود قرار داده بود.

اما دلیل این موضوع که نمی‌توان پردازنده‌های قدیمی‌تر و بهره‌مند از فرکانس کاری بالاتر را نسبت به پردازنده‌های جدیدتر و بهره‌مند از فرکانس کاری پایین‌تر بهتر بدانیم چیست؟ دلیل این موضوع کاملا واضح و مشخص است. با پیشرفت تکنولوژی، پردازنده‌های جدید و مدرنی که تولید می‌شوند درآمدتر و یا اصطلاحا بهره‌ورتر از نسخه‌های پیشین این محصولات هستند. بنابراین این پردازنده‌ها قادر هستند که در طول هر سیکل کاری خود فعالیت پردازشی بیشتری را انجام دهند. به عنوان مثال کمپانی اینتل در سال 2006 تراشه‌های پنتیوم 4 خود را با سرعت پردازش 3.6 گیگاهرتزی عرضه کرد. سپس در سال 2013 میلادی ایتل پردازنده‌های Haswell Core i7 خود را با فرکانس کاری 3.9 گیگاهرتز معرفی نمود. به نظر شما آیا تغییر و پیشرفتی که طی مدت زمان 7 سال در پردازنده‌های اینتل پدیدار شده برابر با افزایش فرکانس کاری پردازنده در حد 0.3 گیگاهرت بوده است؟ در واقع این چنینی نیست. پردازنده‌های سری Haswell Core i7 اینتل بسیار کارآمدتر از پردازنده‌های پنتیوم 4 این شرکت که در سال 2006 میلادی معرفی شدند، محسوب می‌شوند.

در حقیقت پردازنده‌ی Core i7 در طول هر سیکل کاری خود مقدار پردازش و حجم کاری بیشتری را انجام می‌دهد. بنابراین برای مقایسه‌ی عملکرد دو پردازنده بهتر است از مقایسه‌ی سرعت پردازش یا فرکانس کاری آن‌ها استفاده نکنیم، بلکه به جای آن از مقدار توان و حجم کاری که پردازنده قادر است در هر سیکل کاری خود به سرانجام برساند استفاده کنیم. بنابراین انجام حجم کاری بیشتر در سیکل‌های کمتر بهتر از انجام حجم کاری کمتر در سیکل‌های بیشتر محسوب می‌شود. در سمت مقابل هرچه سرعت پردازش اطلاعات پردازنده کاهش پیدا کرده و توان و حجم اطلاعات تحلیلی آن افزایش پیدا کند، پردازنده‌ی مد نظر بهره‌وتر خواهد بود.

گذشته از این موضوع، پردازنده‌های مدرن بهبودهای دیگری را نیز نسبت به پردازنده‌های قدیمی‌تر به همراه دارند که به موجب آن‌ها عملکرد این پردازنده‌ها سریع‌تر از نسخه‌های پیشین خواهد بود. از جمله این بهبودها می‌توان به افزایش تعداد هسته‌های پردازشگر و افزایش حافظه‌ی کش (Cache Memory) پردازشگر اشاره داشت.

سرعت پردازنده یا فرکانس کاری دینامیک چیست؟

پردازنده‌های مدرن همواره فرکانس یا سرعت پردازشی معین و ثابتی را ندارند. در واقع فرکانس کاری پردازنده‌هایی که در لپ‌تاپ‌ها، گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و سایر گجت‌های هوشمند استفاده می‌شود، عموما از نظر فرکانس کاری متغییر بوده و اصطلاحا سرعت پردازنده یا فرکانس کاری دینامیکی را به همراه خواهند داشت. این موضوع از آنجایی حائز اهمیت است که بدین صورت میزان حرارت تولید شده توسط پردازنده‌ی دستگاه می‌تواند کنترل شده و کاهش پیدا کند. نهایتا این موضوع هم به طور غیرمستقیم منجر به افزایش بهره‌وری پردازنده خواهد شد.

اما بیایید با یک مثال عملی مقهوم سرعت پردازش یا فرکانس کاری دینامیک را بیشتر برای شما روشن کنیم. تصور کنید که گوشی هوشمند شما مانند گوشی اکسپریا زد آلترا سونی از سیستم روی یک چیپ (SoC) اسنپدراگون 800 کوالکام بهره می‌برد که هسته‌های پردازشگر مرکزی آن از نوع Krait 400 و با فرکانس کاری 2.2 گیگاهرتزی است. حال تصویر کنید که گوشی هوشمندتان را بر روی میز قرار داده و یک فایل تصویری را اجرا کرده‌اید، به نظر شما در این شرایط هسته‌های پردازشگر تراشه‌ی گوشی شما با فرکانس 2.2 گیگاهرتز در حال فعالیت هستند؟ مطمئنا این چنین نیست. سیستم روی یک چیپ گوشی شما کاملا مانند یک کامپیوتر هوشمند عمل می‌کند و در شرایط مختلف فرکانس کاری و فعالیت هسته‌های پردازشگر خود را تحت نظر دارد و با توجه به شرایط مورد نیاز سرعت پردازنده‌ی خود را بهینه‌سازی خواهد کرد. حال اگر شما به اجرای یک بازی یا اپلیکیشن سنگین بپردازید، فرکانس کاری هسته‌های پردازشگر گوشی شما بنا به دستور تراشه‌ی مرکزی افزایش یافته و تا میزان مورد نظر خواهد رسید. بنابراین اگر می‌بینید که گوشی شما در حین انجام بازی‌های پرگرافیک داغ می‌شود، دلیل این موضوع افزایش فرکانس کاری هسته‌های پردازشگر دستگاه است. حال اگر این فرکانس کاری در همان مقدار ثابت باقی بماند، گوشی شما هیچگاه خنک نشده و همواره داغ خواهد بود. اما به محض اینکه از محیط بازی یا اپلیکیشن مد نظر خارج شوید، سیستم روی یک چیپ دستگاه فرکانس کاری هسته‌های پردازشگر آن را کاهش داده و نهایتا بدنه‌ی دستگاه خنک می‌شود. این امر علاوه در مجموع منجر به افزایش بهره‌وری دستگاه و کاهش مصرف انرژی آن خواهد شد. به این فرآیند و کنترل هوشمند فرکانس کاری توسط تراشه‌ی مرکزی دستگاه گفته می‌شود. شایان ذکر است که این موضوع برای کامپیوترها نیز به همین شیوه موجود است.

بنابراین در انتخاب گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها همواره این موضوع را در نظر بگیرید. دقت داشته باشید که در انتخاب لپ‌تاپ‌ها حتما علاوه بر این موضوعات، سیستم خنک کنندگی دستگاه را نیز بررسی کنید. در برخی از محصولات نظیر آلترابوک‌ها ممکن است بنا به دلیل وجود ضعف در سیستم خنک کنندگی، پردازنده‌ی دستگاه تنها قادر باشد تا مدت زمان معینی را در شرایط ماکسیموم فرکانس کاری یا سرعت پردازشی خود به سر ببرد. این موضوع به دلیل عدم توانایی دستگاه در خنک کردن مجموعه رخ می‌دهد. در این وضعیت کارایی دستگاه کاهش یافته و حتی ممکن است عملکرد آن مختل شود. استفاده از یک سیستم خنک کننده‌ی مناسب می‌تواند منجر به دفع گرما و نهایتا افزایش توان و کارایی لپ‌تاپ‌ها گردد.

سایر قطعات سخت افزاری و به خصوص هاردهای SSD

به طور کلی اگر توانایی و عملکرد کامپیوترتان برای شما حائز اهمیت باشد، باید به سایر جنبه‌های سخت افزاری دستگاه نیز اهمیت داده و توجه داشته باشید. هر یک از قطعات سخت افزاری که در لپ‌تاپ‌ها و یا کامپیوترها مورد استفاده قرار می‌گیرند، تاثیر مستقیمی بر نحوه‌ی عملکرد آن و قابلیت‌های پردازشی دستگاه دارد. یکی از قطعاتی که در این راستا تاثیر به سزایی در عملکرد سیستمی و میزان بهره‌وری آن خواهد داشت، هاردهای SSD هستند. میزان اهمیت هاردهای SSD در درصد بهره‌وری و قدرت عملکرد دستگاه می‌تواند حتی از خود CPU هم بیشتر باشد.

البته باید دقت داشته باشید که تنها SSDها نیستند که بر روی درصد بهره‌وری و قدرت عملکرد لپ‌تاپ یا کامپیوتر شما تاثیر مشتقیمی خواهند داشت. به عنوان مثال میزان ظرفیت رم دستگاه نیز تاثیر به سزایی در قدرت عملکرد آن و انجام فعالیت‌های مربوط به مولتی‌تسیکنگ خواهد داشت. هرچه ظرفیت رم لپ‌تاپ یا حتی گوشی یا تبلت شما بیشتر باشید، قابلیت‌های مولتی‌تسیکینگ آن نیز بیشتر خواهد بود.

چگونه یک لپ‌تاپ یا کامپیوتر مناسب را انتخاب کنیم؟

با توجه به توضیحاتی که در این مقاله ارائه شده، مطمئنا دریافتید که به منظور مقایسه‌ی قدرت عملکرد و قابلیت‌های پردازشی یک لپ‌تاپ، کامپیوتر و یا حتی گوشی هوشمند تنها نمی‌توانیم به عدد مربوط به فرکانس کاری یا سرعت پردازنده دستگاه اکتفا کنیم. به طور کلی پیش از خرید هر محصولی می‌بایست نیازهای خود را بررسی کنید و نهایتا با توجه به نیازها و معیارهای خود نسبت به انتخاب و خرید یک محصول اقدام نمایید.

به عنوان مثال شاید نیازهای شما به گونه‌ای باشد که یک آلترابوک و یا یک مک‌بوک ایر مجهز به پردازنده‌ی Haswell Core i5 شرکت اینتل با عملکرد کارآمد و محدودتر برایتان بهترین گزینه‌ی خرید محسوب شود. اگر از افرادی هستید که قصد وب‌گردی، گوش دادن به موسیقی، تماشای فیلم و یا سایر فعالیت‌های نه چندان سنگین را دارید، مطمئنا نیاز چندانی به قدرتمند بودن پردازنده‌ی لپ‌تاپ یا کامیپوترتان نخواهید داشت. اما در سمت مقابل اگر از افرادی هستید که با نرم افزارهای سنگین و پرگرافیک سر و کار دارید، حتما می‌بایست به مسئله‌ی توان و قدرت پردازشی دستگاهی که خریداری می‌کنید توجه داشته باشید.

بنابراین پیش از این که دست به خرید یک محصول بزنید ابتدا نیازهای خود را لیست کرده و سپس با توجه به نیازهای معیارهای خود، بهترین محصول موجود را انتخاب کنید. این موضوع برای گوشی‌های هوشمند نیز صدق می‌کند. به عنوان مثال اگر هدف اصلی شما وبگردی باشد، مطمئنا خرید یک گوشی با صفحه نمایش بزرگ برایتان در اولویت خواهد بود و یا اگر هدف اصلی شما استفاده از دوربین دستگاه باشد، بدون تردید باید به دنبال گوشی‌هایی باشید که زا سنسور دوربین قدرتمندی بهره‌مند بوده و مبتنی بر این فاکتور طراحی شده‎‌اند. ضمنا به منظور مقایسه‌ی عملکرد پردازشی دو محصول نظیر لپ‌تاپ یا گوشی می‌توانید از بنچمارک‌های مربوط به آن‌ها استفاده کنید. این بنچمارک‌ها اطلاعات بسیار جامع و عالی را در رابطه با عملکرد دستگاه در اختیار شما قرار می‌دهند.

منبع: howtogeek