क्या CPU घड़ी की टिकें समय-समय पर सख्त होती हैं?

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क्या सीपीयू की आवृत्ति इस बात का एक महत्वपूर्ण मूल्य है कि एक सेकंड में कितने घड़ी टिक होते हैं या इसमें अधिक मजबूत, भौतिक स्थिरता होती है?

मेरी राय में, यह स्थिर नहीं होना चाहिए और न ही अस्थिर होना चाहिए। तो क्या सीपीयू के लिए विचरण के बारे में कोई जानकारी उपलब्ध है?

क्या सीपीयू की चक्र अवधि क्रिस्टल कंपन के लिए कड़ाई से सिंक्रनाइज़ है? या क्या सीपीयू को अगले टिक से पहले एक चक्र हासिल करना सुनिश्चित करना होगा?

cpu time real-time

— गेल
स्रोत

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CPU के कई अलग-अलग प्रकार हैं। अधिकांश एक क्रिस्टल का उपयोग करते हैं जो एक विशिष्ट आवृत्ति पर खुद को समय पर कंपन करता है। मतलब कि अधिकांश डिजिटल कलाई घड़ी के रूप में सटीक हैं (जो समय रखने के लिए एक ही प्रकार के क्रिस्टल का उपयोग करता है)। en.wikipedia.org/wiki/Crystal_oscillator

— krowe

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@ कुछ निर्देशों को पूरा करने के लिए सैकड़ों टिक्स या घड़ी चक्र लें ।

— misha256

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@Gael: इसके अलावा, सीपीयू के लिए खुद को धीमा करना या खुद को गति देना बहुत आम है, और वे इसे बहुत बार करते हैं। हालांकि मुझे नहीं पता कि यह कैसे टिक्स से संबंधित है।

— मूविंग डक

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उत्पाद, सेवा, या सीखने की सामग्री की सिफारिश के रूप में इसे बंद करने की वोटिंग ? सच में, लोग?

— बजे एक CVn

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यह एक वैध प्रश्न है जो स्पष्ट करता है कि हार्डवेयर कैसे काम करता है।

— studiohack

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किसी भी जटिल चीज़ की तरह, आप सीपीयू को विभिन्न स्तरों पर संचालित करने के तरीके का वर्णन कर सकते हैं।

सबसे मौलिक स्तर पर, एक सीपीयू एक सटीक घड़ी द्वारा संचालित होता है। घड़ी की आवृत्ति बदल सकती है; इंटेल के स्पीडस्टेप को सोचें। लेकिन हर समय सीपीयू घड़ी के सिग्नल से बिल्कुल 100% लॉक होता है।

सीपीयू निर्देश काफी उच्च स्तर पर काम करते हैं। एक एकल निर्देश एक जटिल चीज है और विकिपीडिया पर यहां बताए अनुसार पूरा करने के लिए एक चक्र से लेकर हजारों चक्र तक कहीं भी ले जा सकता है ।

तो मूल रूप से एक निर्देश कुछ संख्या में घड़ी चक्रों का उपभोग करेगा । आधुनिक सीपीयू में, कई कोर, हाइपरथ्रेडिंग, पाइपलाइनिंग, कैशिंग, आउट-ऑफ-ऑर्डर और सट्टा निष्पादन जैसी तकनीकों के कारण, एकल निर्देश के लिए घड़ी चक्र की सटीक संख्या की गारंटी नहीं है, और हर बार जब आप इस तरह के निर्देश को बदलते हैं !

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क्या किसी विशिष्ट CPU के लिए विचरण के बारे में कोई जानकारी उपलब्ध है?

हां और ना। 99.99% अंत-उपयोगकर्ता समग्र प्रदर्शन में रुचि रखते हैं , जिसे विभिन्न बेंचमार्क चलाकर निर्धारित किया जा सकता है।

आप जो पूछ रहे हैं वह अत्यधिक तकनीकी जानकारी है। CPU निर्देश विलंबता / थ्रूपुट के बारे में Intel पूर्ण या सटीक जानकारी प्रकाशित नहीं करता है ।

ऐसे शोधकर्ता हैं जिन्होंने इसे समझने की कोशिश करने के लिए इसे अपने ऊपर ले लिया है। यहां दो पीडीएफ हैं जो ब्याज के हो सकते हैं:

दुर्भाग्य से विचरण डेटा प्राप्त करना कठिन है । पहले पीडीएफ से उद्धरण:

सूचीबद्ध संख्याएँ न्यूनतम मूल्य हैं। कैश मिस, मिसलिग्न्मेंट और अपवाद घड़ी की संख्या को काफी बढ़ा सकते हैं।

दिलचस्प फिर भी पढ़ना!

— misha256
स्रोत

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टिप्पणियाँ विस्तारित चर्चा के लिए नहीं हैं; इस वार्तालाप को बातचीत में स्थानांतरित कर दिया गया है ।

— Sathyajith भट्ट

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बहुत अच्छा। बेशक, But at all times the CPU is absolutely 100% locked to the clock signalकेवल सिंक्रोनस सीपीयू पर लागू होता है। यह एक अतुल्यकालिक (घड़ी-कम) सीपीयू में टिक्स के बारे में बात करने के लिए मूर्खतापूर्ण है, लेकिन यह मेरे लिए एक चूक की तरह लगा :)

— Luaan

1

@ लुआँ - सच। मुझे लगता है कि सच अतुल्यकालिक सीपीयू अभी भी काफी दुर्लभ हैं, लेकिन वे मौजूद हैं (या अतीत में हैं)। केवल शोधकर्ताओं और हार्डवेयर गीक्स के लिए वास्तव में प्रासंगिक है, हालांकि।

— डेनियल आर हिक्स

@DanielRHicks वे एम्बेडेड उपकरणों के लिए कुछ रुचि के थे (कुछ पुराने एमआइपी और एआरएम अतुल्यकालिक सीपीयू के आसपास हैं), लेकिन हाँ, उपभोक्ता बाजार पर वास्तव में बड़ी बात नहीं है। आखिर क्यों, स्मार्टफोन की सीपीयू बिजली की खपत के बारे में परवाह है जब उसके ठीक बगल में बिजली की भूख प्रदर्शित होती है। बिजली बचत (और अन्य सुविधाएँ) कुछ अन्य अनुप्रयोगों के लिए बहुत अच्छी हो सकती हैं, हालांकि - आईबीएम SyNAPSE वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए एक शांत परियोजना की तरह दिखता है।

— लुआण

@ लुआं - दिलचस्प बिंदु, वापस जब वे पहली बार आविष्कार किए जा रहे थे, तो यह था कि कंप्यूटर गणना करने के लिए आवश्यक रूप से तेज / धीमी गति से चलता था। लेकिन अधिक विस्तृत क्लॉकिंग योजनाओं ने मूल रूप से एक ही चीज को पूरा किया, सॉर्टा।

— डैनियल आर हिक्स

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सीपीयू घड़ी की टिकियां प्रकृति में सख्ती से आवधिक हैं?

बिलकूल नही। यहां तक कि बहुत, बहुत अच्छी घड़ियां समय-समय पर कड़ाई से नहीं होती हैं। ऊष्मप्रवैगिकी के नियम अन्यथा कहते हैं:

शून्य कानून: एक छोटा सा खेल है जो ब्रह्मांड आप पर खेलता है।
पहला कानून: आप जीत नहीं सकते।
दूसरा नियम: लेकिन आप बहुत ठंड के दिन भी बस तोड़ सकते हैं।
तीसरा नियम: यह कभी भी ठंडा नहीं होता।

बहुत, बहुत अच्छी घड़ियों के डेवलपर्स बहुत कोशिश करते हैं, थर्मोडायनामिक्स के नियमों को दूर करने के लिए बहुत मुश्किल है। वे जीत नहीं सकते हैं, लेकिन वे बहुत टूटने के बहुत करीब आ जाते हैं। आपके CPU पर घड़ी? यह उन सर्वोत्तम परमाणु घड़ियों की तुलना में कचरा है। यही कारण है कि नेटवर्क टाइम प्रोटोकॉल मौजूद है।

भविष्यवाणी: हम एक बार फिर से अव्यवस्था का एक सा देखेंगे जब दुनिया में सबसे अच्छी परमाणु घड़ियों 2015 से 30 जून 23:59:59 यूटीसी से 2015 30 जून 23:59:60 यूटीसी से 2015 1 जुलाई 2015 00:00:00 यु.टी. सी। बहुत से सिस्टम लीप सेकंड को नहीं पहचानते हैं और उनका सेफ़वेल दो पर सेट होता है (जो एक सेकंड से अधिक समय के बदलाव को रोकता है)। उन प्रणालियों में घड़ी घबराना का मतलब है कि नेटवर्क टाइम प्रोटोकॉल लीप सेकंड को खारिज कर दिया जाएगा। बहुत से कंप्यूटर पेट ऊपर चले जाएंगे, ठीक उसी तरह जैसे उन्होंने 2012 में किया था।

— डेविड हैमेन
स्रोत

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+1, मज़ेदार और ज्ञानवर्धक। और लीप दूसरा विषय भी एक अच्छा पढ़ना है।

— जिम्मी-सीएल

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खैर, IIRC, गो-बेली-अप वा का कारण बना क्योंकि कर्नेल क्लॉक रूटीन में लीप सेकंड की संभावना के बारे में पता था, लेकिन समायोजन को एक घड़ी समायोजन दिनचर्या के लिए कॉल के रूप में लागू किया गया था जिसे घड़ी के पहले ही कॉल करने की अनुमति नहीं थी। समायोजित किया जा रहा है ... और निश्चित रूप से सिस्टम घड़ी का सीपीयू घड़ी से कोई लेना-देना नहीं है।

— हेगन वॉन एटिजन

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लोल, कमाल। मुझे आपके "CPU घड़ी में परमाणु घड़ियों की तुलना में कचरा है" कुछ जोड़ना है : अवलोकन: वास्तव में! लेकिन यह सब बहुत व्यक्तिपरक है, रिश्तेदार का उल्लेख नहीं करना। हम अपनी सबसे अच्छी परमाणु घड़ियों की श्रेष्ठ सटीकता से आश्चर्यचकित हो सकते हैं, लेकिन कहीं बाहर (हमारी आरामदायक वास्तविकता के बाहर) ऐसी तकनीक हो सकती है जो हमारी परमाणु घड़ियों को "कचरा" की तरह दिखती है :-p

— misha256

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@ misha256 वास्तविकता यह है कि कोई सटीक घड़ी नहीं हो सकती है । समय सापेक्ष है।

— कल्टारी

सीपीयू घड़ी कचरा हो सकता है, लेकिन एक अज्ञात स्थिति में 7-सेगमेंट डिस्प्ले ड्राइवर को कुछ समय देने के लिए 8-बिट रजिस्टर ओवरफ्लो की अनुमति देने जैसा कुछ नहीं है, ताकि आप अगले निर्देश जारी करने से पहले अपने निर्देश को धूमिल कर सकें। हमें उसके लिए किसी क्रिस्टल की आवश्यकता नहीं है। या इससे भी अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि एएलयू के लिए एक संगणक की प्रतीक्षा करने जैसा कुछ नहीं है, इससे पहले कि आप इसके परिणामों को एक रजिस्टर (या किसी अलग एएलयू की ओर ले जाने वाली बस) में रोक दें।

— जॉन ड्वोरक

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2000 के आस-पास, जब सीपीयू की क्लॉकस्पीड उस सीमा में जाने लगी, जहाँ मोबाइल फोन भी संचालित होते थे, तो वास्तविक घड़ी की गति में भिन्नता को जोड़ना आम हो गया। कारण सरल है: यदि सीपीयू घड़ी बिल्कुल 900 मेगाहर्ट्ज है, तो उस आवृत्ति पर सभी इलेक्ट्रॉनिक हस्तक्षेप उत्पन्न होते हैं। 895 और 905 मेगाहर्ट्ज के बीच घड़ी की आवृत्ति थोड़ी भिन्न होती है, और उस सीमा पर हस्तक्षेप भी वितरित किया जाता है।

यह संभव था क्योंकि आधुनिक सीपीयू गर्मी-सीमित हैं। उन्हें थोड़े समय के लिए थोड़ा तेज चलने में कोई समस्या नहीं है, क्योंकि बाद में घड़ी की गति धीमी होने पर वे शांत हो सकते हैं।

— MSalters
स्रोत

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BIOS में आप अक्सर "स्प्रेड स्पेक्ट्रम" के रूप में वर्णित इस विकल्प को देखेंगे

— मार्क सोउल

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मैंने पढ़ा है कि मल्टी-कोर सीपीयू में कोर भी ऑफसेट घड़ियों का उपयोग कर रहे हैं क्योंकि यह रेडियो शोर से बचने में मदद करता है, बिजली वितरण में मदद करता है, और कोर के निर्माण के हार्मोनिक्स से बचा जाता है।

— ज़ैन लिंक्स

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@MarkSowul धन्यवाद, अंत में कोई इस "स्प्रेड स्पेक्ट्रम" के व्यावहारिक उपयोग को बता रहा है।

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डिजिटल लॉजिक डिजाइनर यहाँ। इनपुट सिग्नल की प्रतिक्रिया में तर्क नेटवर्क को बदलने के लिए लिया गया वास्तविक समय प्रसार विलंब है । सिस्टम के रूप में सोचो:

registers A,B,C... ---> logic cloud ---> registers A',B',C'

"लॉन्च घड़ी" वह घड़ी का छोर है जिस समय रजिस्टर का पहला सेट बदल जाता है। "कैप्चर क्लॉक" एक समय बाद अगली घड़ी का किनारा है। सिस्टम के लिए लॉजिक क्लाउड के आउटपुट को काम करने के लिए कैप्चर क्लॉक आने से पहले स्थिर होना पड़ता है।

यह सुनिश्चित करने की प्रक्रिया समयबद्ध विश्लेषण है। सिस्टम के भौतिकी-आधारित सिमुलेशन का उपयोग करना, किसी भी इनपुट के सबसे खराब स्थिति आगमन समय को किसी भी आउटपुट के लिए काम करना है। सिस्टम में इन संख्याओं में से सबसे बड़ी न्यूनतम घड़ी की अवधि निर्धारित करती है।

सबसे बुरी स्थिति नोट करें । वास्तविक प्रसार समय कम होगा, लेकिन यह विनिर्माण प्रक्रिया भिन्नता, वर्तमान तापमान और चिप वोल्टेज ( PVT ) पर निर्भर करता है । इसका अर्थ है कि व्यावहारिक रूप से आप एक तेज़ घड़ी (ओवरक्लॉकिंग) लगा सकते हैं और यह काम कर सकती है। यह त्रुटियों को पैदा करना भी शुरू कर सकता है, जैसे कि यह तय करना कि 0x1fffffff + 1 = 0x1f000000अगर कैरी बिट समय पर नहीं आता है।

चिप्स में बोर्ड पर एक से अधिक घड़ी भी हो सकती हैं (आमतौर पर एफएसबी कोर की तुलना में धीमी होती है), और थर्मल नियंत्रण उद्देश्यों के लिए वास्तविक घड़ी ऊपर या नीचे रैंप हो सकती है या ईएमसी टेस्ट पास करने के लिए फैल स्पेक्ट्रम का उपयोग करने के बारे में विविध (MSalter का जवाब)।

— pjc50
स्रोत

कुछ मामलों में, कब्जा घड़ी अगले के बजाय दूसरा या बाद का चक्र हो सकता है। कुछ डिज़ाइन यह मानते हैं कि डेटा हमेशा कम से कम कुछ समय लेगा (जैसे अगर प्रसार देरी 2.1 और 2.9 चक्रों के बीच जाना जाता है, तो डेटा आउटपुट हो सकता है और परिणाम हर चक्र पर नमूना लिया जा सकता है; प्रत्येक नमूना परिणाम 3 से डेटा को प्रतिबिंबित करेगा; पहले साइकिल); अन्य अधिक रूढ़िवादी डिजाइन आउटपुट डेटा को अधिक धीरे-धीरे बदलते हैं, और परिणाम को अनदेखा करते हैं जब तक कि यह स्थिर होने की गारंटी न हो।

— सुपरकैट

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क्या सीपीयू की निर्देश अवधि क्रिस्टल कंपन के लिए कड़ाई से सिंक्रनाइज़ है? या क्या सीपीयू को अगले टिक से पहले एक निर्देश प्राप्त करना सुनिश्चित करना होगा?

न तो। निर्देश की अवधि कुछ संख्या में घड़ी की टिक होगी, लेकिन वह संख्या निर्देश की आवश्यकताओं के आधार पर भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, यदि कोई निर्देश L1 कैश में किसी विशेष मेमोरी स्थान तक आगे की प्रगति नहीं कर सकता है, तो अगली घड़ी की टिक से पहले निर्देश पूरा नहीं होगा। जब तक ऐसा नहीं होता उस निर्देश पर कोई आगे की प्रगति नहीं की जाएगी।

लेकिन जब सीपीयू कुछ करने का निर्णय लेता है, तो जिस मूल विधि से वह करता है वह अपने आंतरिक स्विच को सेट करता है ताकि एक विशेष जानकारी सीपीयू के किसी विशेष हिस्से में चली जाए। यह उस हिस्से पर आने के लिए इनपुट का इंतजार करता है और आउटपुट अगले हिस्से पर आने के लिए। यह प्रतीक्षा भाग घड़ी का उद्देश्य है।

एक भौतिक सर्किट की कल्पना करें जो दो बाइनरी इनपुट लेता है और उन्हें समेटता है, कुछ तीसरे तारों पर योग का आउटपुट करता है। एक अतिरिक्त करने के लिए, सीपीयू को इस योजक को प्राप्त करने के लिए दो नंबरों को जोड़ने की व्यवस्था करनी होगी और आउटपुट, कहने के लिए, एक सीपीयू रजिस्टर कुंडी लगानी होगी। सीपीयू आउटपुट को स्टोर करने के लिए कुंडी नहीं बता सकता है जब तक कि इनपुट योजक तक नहीं पहुंचता है, योजक आउटपुट का उत्पादन करता है, और आउटपुट कुंडी तक पहुंचता है। यह घड़ी का उद्देश्य है - कहीं जाने के लिए इनपुट की व्यवस्था के बीच प्रतीक्षा समय निर्धारित करना और आउटपुट का उपयोग करने के लिए तैयार होने की अपेक्षा करना।

— डेविड श्वार्ट्ज
स्रोत