Taktsagedus: erinevus redaktsioonide vahel

'''Taktsageduse''' ([[inglise keel]]es ''Clockclock rate'') all mõistetakse enamasti [[arvuti]] [[Keskprotsessor|protsessori]] kiirust iseloomustavat suurust, tegelikult leidub emaplaadil veel komponente, mis oma töös erinevaid taktsagedusi kasutavad.

Valdava osa vältel [[mikroarvuti]]te varasemast ajaloost ei olnud taktsagedus eri mudelite vahel varieeruvaks faktoriks. IgaIgale konkreetnekonkreetsele protsessoritüübile oli harilikult ettemääratud standardne taktsagedus -– 1 Mhz [[6502]] mikroprosessoril baseruuvatel arhitektuuridel nagu näiteks [[Commodore 64]] ja [[Apple II]] seeria, 4.,77 MhzMHz [[Z-80]] protsessoriga arvutitel ja esimese põlvkonna Intel [[8086]]-l (mida kasutati ka esimeses [[IBM PC]]'-s), 8 MhzMHz varastel Motorola [[68000]] arvutitel nagu [[Macintosh 128k]] ja [[Amiga 1000]]. Kuna eelpool mainitud protsessorite põlvkonnad järgnesid üksteisele ajaliselt kiiresti ja nad enamjaolt ei konkureerinud omavahel (va. Z-80 ja 8086, milledelmillel oli sama taktsagedus), siis tootjate turundusväljalasetes taktsagedustele pigem suuremat tähelepanu ei pööratud.<ref name="Toms Hardware: Overclocking">{{cite web|url=http://www.tomshardware.com/reviews/overclocking-guide-part-1,1379.html|title=Overclocking Guide Part 1: Risks, Choices and Benefits|date=2011-12-11|accessdate=2011-12-16}}</ref>

Tarbijate jaoks muutus taktsagedus olulisemaks omaduseks siis, kui ilmusid uuemad arvutite põlvkonnad, milledemille taktsagedused olid kiiremad kui 4.,77 MhzMHz. OsadelOsal nendest arvutitest oli võimalik taktsagedust muuta arvuti esipaneelil asetseva lüliti abil (tuntud kurikuulsalt kui "Turbo-nupp".) Antud lüliti tegelikult alandas protsessori taktsagedust, see oli tarvilik suurendamaks ühilduvust vanemate mängude ja tarkvaraga, milledel oli raskusi kiirematel sagedustel funktsioneerimisega. Pärast 1982. aastal välja tulnud 6 MhzMHz taktsagedusega [[80286]] protsessori, ja sellele 1985 järgnenud 12 MhzMHz-l töötava [[80386]]'e tulekut, jäid arvutitootjad püsima taktsagedusel kui lihtsal omadusel esindamaks ostjatele kiiremaid ja kalleimaidkallimaid protsessoreid. Oluline osa on siin [[Intel]]il, millel õnnestus protsessori 268 taktsagedust toote eluaja jooksul tõsta kuni 25 MhzMHz-ni.

Varaste 1990-ndate alguseks reklaamisid enamusenamik arvutifirmadest oma arvutite jõudlust eelkõige viidates keskprotsessori taktsagedusele. See viis aga erinevate turundusnõksudeni, nagu näiteks [[Apple]]'i otsus luua ja ja turustada [[Power Macintosh 8100]]'t, milleltaktsagedusega taktsageduseks110 1100&nbsp;MHz. See tähendas, et Apple võis kuulutada oma toote kiireima taktsagedusega saadavalolevaks arvutiks -– kiireim Inteli protsessor samal ajal jooksis 100 MhzMHz-l. See väheselt suurem number ei omanud aga tegelikkuses suurt tähtsust, sest mikroprotsessorid [[PowerPC 601]] ja [[Pentium]] mikroprotsessorid kasutasid erinevaid [[käsustik]]ke ja omasid erinevaid [[mikroarhitektuur]]e.

Pärast 2000. a. hakkas Inteli konkurent [[AMD]] kasutama toodete turustamiseks taktsageduse asemel mudelite numbreid, põhjuseks AMD protsessorite madalam taktsagedusedtaktsagedus Inteli omadegaInteliga võrreldes. Seda trendi ka edaspidi jätkates üritas AMD kukutada ka nn. "megahertzimegahertsi-müüti", mis AMD väitel ei seletanud täielikult firma protsessorite jõudlust. Ka Intel kuulutas välja sama teguviisi, ilmselt seoses tarbijate seas tekkinud segadusega Inteli [[Pentium M]] protsessorite puhul, mis jooksid umbes poole väiksemal taktsagedusel kui reaalsuses pea ekvivalentne protsessor Pentium 4. Alates 2007. aastast on jõudlus suurenenud peamiselt pigem tänu arengutele [[andmetöötluskonveier]]ites,[[käsustik]]es. Taktsageduse tõusu on toimunud vähem (peamiseks põhjuseks on ebaefektiine voolukasutus).

==Varased Arvutidarvutid==

Esimene kommertsiaalne personaalarvuti, [[Altair 8800]], kasutas [[Intel 8080]] protsessorit taktsagedusega 2 [[MhzMHz]] (2 miljonit tsüklit sekundis). Esimene [[IBM PC]] (ca. 1981) omas taktsagedust 4.,77 MhzMHz (4, 772 727 tsüklit sekundis). 1995. aasta [[Intel]]i [[P5]]-kiip [[Pentium]] kiip töötas sagedusel 100 MhzMHz (100 miljonit tsüklit sekundis), ning aastal 2002 tutvustati Inteli Pentium 4, esimest keskprotsessorit, millel taktsageduseks 3 [[Ghz]] (ligi ~0.,3 10⁻⁹sekundit kulus ühe tsükli jaoks).

Et vanematelvanemate arvutite taktsagedus jäi kristallostsillaatori sageduse piiresse, siis selliste protsessorite [[ülekiirendamine|ülekiirendamiseks]] kristallostsillaatori väljavahetamisesttuli emaplaadil kristallostsillaator välja vahetada sellise vastu, mis töötas kiiremal sagedusel.

Taktsageduse järgi on kõige mõistlikum võrrelda protsessoreid juhul, kui nad kuuluvad samasse tooteperekonda. Eri perekondade või eri tootjate protsessoreid omavahel võrreldes on taktsagedus vaid üks mitmest faktoritestfaktorist, mis protsessori jõudlust mõjutavad. Näiteks IBM PC [[Intel 80486]] protsessoriga taktsagedusel 50 MhzMHz on umbes kaks korda kiirem kui sama riistvaraga arvuti, mis jookseb taktsagedusel 25 Mhz taktsageduselMHz. Samalaadne olukord ei kehtiks aga MIPS [[R4000]] protsessoril 25 MhzMHz juures, sest antud protsessorid on toodetud kasutades erinevaid arhitektuure. Protsessoreid võrreldes tuleks arvestada lisaks [[CPU]] taktsagedusele omadusi nagu protsessori andme[[siin]]i taktsagedus ja ribalaius, arvuti [[Mälu (arvuti)|mälu]] latents ning ka protsessori [[vahemälu]] arhitektuur.

Üks põhjustest, miks taktsageduse järgi jõudluse hindamine on eksitav, olekson järgminesee, -et erinevad protsessorid suudavad teha erineva hulga tööd ühe tsükli vältel. Näiteks [[superskalaarne protsessor|superskalaarsetesuperskalaarsed protsessorid ]] '''suudavad''' ühe tsükli jooksul sooritada rohkem kui ühe käsu,. ometiOmeti pole aga tavatu, et see keskmine tegelikkuses alla ühe käsu tsükli kohta jääb. Lisaks tuleb arvestada ka faktoreid nagu mitme tuuma olemasolu, mis taaskord toob jõudlusse drastilisi muutusi, ometi ei kasva taktsagedus märgatavalt (või ei kasva üldse).

Arvuti kiiruse üks põhilisi kontrollivaid komponente on [[kvarts]]kristalli kasutav [[Kristall-ostsillaator]]. Kvarts ise on aga [[ränidioksiid]] -kristalli kujul. Sellisel kujul suudab kvarts genereerida regulaarseid ning stabiilseid signaaliimpulsse, millega juhitakse [[vooluring]]ide tööd (sarnane näide on [[metronoom]] muusika juhtimisel).

Kristallile voolu andes hakkab kristall resoneerima. Võnkumise sagedus sõltub kristalli suurusest ja kujust,. üldiseltÜldiselt kehtib reegel, et mida väiksem, õhukesem on kristall, seda kiiremini toimub vibreerimine. Kristalli liikumine sealjuures on suurusjärgus 68 [[nm]].

[[Kristall-ostsillaator]]i tootmises viimistletakse kristallitükid õhukesteks lamedataks ketasteks; mida õhem on ketas, seda suurem võnkesagedus saavutatakse; ent eksisteerivad ka piirangud, kui õhukene võib üks ketas olla, enne kui ta murdub -– tüüpiliste ostsillaatorite puhul ligi 50 [[MHz]]. Ometi on võimalik saavutada kõrgemaid sagedusi, kasutades skeeme ja komponente, mis kristalli signaali sünteesivad ja väljastavad signaali mitmekordistatuna. Tänapäevased protsessorikiirused saavutataksegi, kasutades just selliseid komponente.