Почему нельзя использовать тактовую частоту процессора для сравнения производительности компьютера

Покупаете новый компьютер? Не обращайте особого внимания на тактовую частоту процессора. «Скорость процессора» когда-то была простым, если не полностью точным способом сравнения производительности двух компьютеров — просто сравните ГГц — и этого было достаточно, чтобы понять, какой компьютер быстрее.

Современные процессоры более чем достаточно быстры для большинства основных задач, поэтому вам также стоит обратить внимание на другие вещи, когда дело доходит до сравнения производительности. Например, у компьютера есть SSD или более медленный магнитный жёсткий диск?

Почему нельзя просто сравнить тактовые частоты

Тактовая частота процессора измеряется в герцах — обычно в гигагерцах или ГГц. Тактовая частота ЦП — это мера того, сколько тактовых циклов ЦП может выполнять в секунду. Например, ЦП с тактовой частотой 1,8 ГГц может выполнять 1 800 000 000 тактовых циклов в секунду.

На первый взгляд это кажется простым. Чем больше тактов может выполнить ЦП, тем больше вещей он сможет сделать, верно? Одновременно и да и нет.

С одной стороны, тактовые частоты полезны при сравнении аналогичных процессоров в одном семействе. Например, предположим, вы сравниваете два процессора Intel Haswell Core i5, которые различаются только тактовой частотой. Один работает на частоте 3,4 ГГц, а другой — на частоте 2,6 ГГц. В этом случае процессор с частотой 3,4 ГГц будет работать на 30% быстрее, когда они оба будут работать на максимальной скорости. Это правда, потому что в остальном процессоры такие же. Но вы не можете сравнивать тактовую частоту процессора Haswell Core i5 с другим типом процессоров, например с процессором AMD, процессором ARM или даже более старым процессором Intel.

Поначалу это может показаться неочевидным, но на самом деле это происходит по очень простой причине. Современные процессоры становятся намного эффективнее. То есть они могут выполнять больше работы за такт. Например, Intel выпустила процессоры Pentium 4 с тактовой частотой 3,6 ГГц в 2006 году. На конец 2013 года новейшие, самые быстрые процессоры Intel Haswell Core i7 работали с тактовой частотой 3,9 ГГц с завода. Означает ли это, что производительность процессора за семь лет улучшилась лишь незначительно? Нет, не означает!

Процессор Core i7 может просто делать гораздо больше за каждый такт. Важно смотреть не только на тактовые циклы, но и на объем работы, которую ЦП может выполнять за тактовый цикл. При прочих равных условиях меньшее количество тактовых циклов при большем объёме работы лучше, чем большее количество тактовых циклов при меньшем — меньшее количество тактовых циклов означает, что ЦП требует меньше энергии и выделяет меньше тепла.

Кроме того, в современных процессорах есть и другие улучшения, которые позволяют им работать быстрее. Это включает дополнительные ядра ЦП и больший объем кэш-памяти ЦП, с которой ЦП может работать.

Динамическая регулировка тактовой частоты

Современные процессоры также не имеют фиксированной скорости, особенно ноутбуки, смартфоны, планшеты и другие мобильные процессоры, где энергоэффективность и выделение тепла являются серьёзными проблемами. Вместо этого ЦП работает на более низкой скорости в режиме ожидания (или когда вы не делаете слишком много) и на более высокой скорости под нагрузкой. ЦП динамически увеличивает и снижает свою скорость при необходимости. При выполнении чего-либо требовательного ЦП увеличит свою тактовую частоту, выполнит работу как можно быстрее и вернётся к более низкой тактовой частоте, что позволяет ему экономить больше энергии.

Так что, если вы покупаете ноутбук, вам тоже стоит подумать об этом. Имейте в виду, что охлаждение также является важным фактором — процессор в ультрабуке может работать на максимальной скорости только определённое время, а затем в любом случае перейдёт на более низкую скорость, потому что он не может должным образом охлаждаться. Из-за перегрева ЦП не всегда может поддерживать максимальную скорость. С другой стороны, компьютер с точно таким же процессором, но с лучшим охлаждением может иметь лучшую и более стабильную производительность на максимальных скоростях, если он может сохранять процессор достаточно холодным, чтобы работать на этих максимальных скоростях дольше.

Другие вопросы, связанные с оборудованием, особенно твердотельные накопители

Связанная статья: Что такое твердотельный накопитель (SSD) и нужен ли он?

Другое оборудование также очень важно, когда дело касается общей производительности вашего компьютера. Например, большинство пользователей компьютеров, вероятно, будут рассматривать компьютер с твердотельным диском быстрее, чем компьютер с традиционным магнитным жёстким диском при нормальном использовании, даже если компьютер с традиционным магнитным жёстким диском имеет процессор, который работает лучше. Доступ к жёсткому диску — серьёзное препятствие для производительности. Есть ли у компьютера SSD, вероятно, будет более важным вопросом, чем скорость его процессора.

Конечно, твердотельные накопители — не единственное важное оборудование. Наличие большего объёма оперативной памяти позволит вам выполнять больше задач одновременно без постоянной обмена данными с файлом подкачки вашего компьютера, а более мощная видеокарта улучшит игровую производительность ПК больше, чем более быстрый процессор. С другой стороны, если все, что вам нужно, - это просматривать веб-страницы, смотреть видео и работать с документами, более быстрая видеокарта или даже больший объем оперативной памяти выше определённого уровня не будут заметны.

Как сравнить производительность компьютера

Вы не можете просто посмотреть на скорость процессора и узнать, какой компьютер быстрее или насколько быстрее он будет в реальном мире. Большинство людей также не обязательно заметят улучшение производительности процессора выше определённого уровня. Например, MacBook Air или аналогичный ультрабук оснащён более медленным процессором Intel Haswell Core i5, который предназначен для экономии энергии и максимальной прохлады. Однако, если вы просто хотите просматривать веб-страницы, слушать музыку, смотреть видео и работать с документами, ЦП вполне может быть достаточно быстрым, чтобы вы не заметили разницы между ним и значительно более быстрым ЦП настольного класса. Не только тактовая частота процессора не критична, но и производительность самого процессора становится менее критичной.

С другой стороны, если вы планируете запускать несколько виртуальных машин, выполнять 3D-моделирование и играть в новейшие компьютерные игры, вам может быть важнее производительность.

Перед покупкой ноутбука (или даже процессора для настольного компьютера) стоит посмотреть фактические тесты, чтобы увидеть, как процессор работает по сравнению с другими процессорами в реальном мире. Фактические тесты — единственный действительно надёжный способ сравнить производительность компьютера и процессора.

Когда речь идёт о современном ноутбуке, скорость — важно также и время автономной работы. Если ноутбук работает достаточно хорошо для вас, вероятно, лучше иметь более медленный процессор с лучшим временем автономной работы, чем более быстрый процессор, которого вы не заметите.

Если вам важна скорость процессора в ноутбуке, то ключевым фактором является охлаждение. Ноутбуки с абсолютно одинаковыми моделями процессоров могут показывать очень разную производительность, если в одном из них процессор перегревается, а в другом компьютер справляется с охлаждением. Ультра портативные модели, как правило, охлаждаются хуже и менее производительны.