Vad är CPU-ringförhållandet och hur påverkar det överklockning?

När du ändrar CPU-kärnförhållandet i dina BIOS-inställningar för att överklocka din processor kan du se en annan inställning som du kan ändra: CPU-ringförhållande. Det är i samma överklockningsinställningar, vilket kan få dig att undra om att ändra detta förhållande kan ge bättre överklockningsprestanda.

Men vad är CPU-ringförhållandet, och kan det hjälpa till att leverera bättre prestanda vid överklockning?

Vad är överklockning?

Innan du går in på CPU-ringförhållanden och vad de gör, är det viktigt att förstå vad som händer med din CPU när du överklockar den.

Som namnet antyder ökar överklockning processorns klockfrekvens, men vad är denna klockfrekvens och varför behövs den?

Tja, processorn kör applikationer som ordbehandlare och spelapplikationer. Även om att köra dessa applikationer kan se ut som ett komplext tillstånd, i bakgrunden, CPU: n utför enkla uppgifter att lägga till, subtrahera och flytta siffror för att köra dessa applikationer.

För att utföra dessa uppgifter måste CPU: n byta miljontals switchar som kallas transistorer. Inte bara detta, utan dessa switchar måste också arbeta på ett synkroniserat sätt för att utföra dessa operationer, och klockfrekvensen är ansvarig för denna synkronisering.

Så, om du tittar på det, definierar klockfrekvensen hastigheten med vilken din CPU utför uppgifter, och överklockning ökar hastigheten med vilken din CPU knackar siffror. Därför ökar överklockning hastigheten med vilken din CPU fungerar, vilket ger bättre prestanda.

Förstå hur data når CPU: n

Vi vet nu vad CPU: ns klockfrekvens betyder och hur överklockning ökar hastigheten med vilka uppgifter utförs. Som sagt, en annan sak vi behöver förstå är hur data når CPU: n.

Att känna till dataflödet är viktigt eftersom du kan öka hastigheten med vilken processorn bearbetar data, men om systemet inte kan skicka data till CPU: n i den takten får du ingen prestanda förbättring. Detta beror på att CPU: n kommer att vara inaktiv och väntar på att data ska levereras.

Minneshierarkier i datorsystem förklaras

Datan i din dator lagras på hårddisken, men CPU: n kan inte komma åt dessa data direkt. Den främsta anledningen till att detta inte kan göras är att hårddisken inte är tillräckligt snabb för CPU: n.

Därför, för att lösa detta problem, har datorsystem en minneshierarki som möjliggör höghastighetsdataleverans till CPU: n.

Här är hur data rör sig genom minnessystemen i en modern dator.

• Lagringsenheter (sekundärt minne): Den här enheten kan lagra data permanent men är inte lika snabb som processorn. På grund av detta kan processorn inte komma åt data direkt från det sekundära lagringssystemet.
• RAM (primärt minne): Detta lagringssystem är snabbare än det sekundära lagringssystemet men kan inte lagra data permanent. Därför, när du öppnar en fil på ditt system, flyttas den från hårddisken till RAM-minnet. Som sagt, inte ens RAM-minnet är tillräckligt snabbt för processorn.
• Cache (primärt minne): För att få tillgång till data med snabbast möjliga hastighet, är en speciell typ av primärminne som kallas cacheminne inbäddat i CPU: n och är det snabbaste minnessystemet på en dator. Detta minnessystem är uppdelat i tre delar, nämligen L1, L2 och L3 cache. L1- och L2-cacharna är en del av CPU-kärnorna, medan kärnorna delar L3-cachen, som finns på CPU-matrisen men inte är en del av CPU-kärnorna.

Därför flyttas all data som behöver bearbetas av CPU: n från hårddisken till RAM-minnet och sedan till cachen.

Men hur flyttar data från alla dessa medier till CPU?

Avkodning av minneskontroller och Ring Interconnect

Varje minnessystem på din dator är anslutet med databussar. Huvudmålet med dessa bussar är att överföra data från ett system till ett annat.

RAM-minnet är till exempel anslutet till CPU: n med hjälp av en databuss som är en del av moderkortet. Denna databuss hanteras av minneskontrollern, som är en del av CPU: n. Huvudmålet med minneskontrollern är att hämta data som processorn behöver från RAM-minnet. För att göra detta utfärdar minneskontrollern läs-/skrivkommandon till RAM-minnet. RAM-minnet skickar i sin tur data över databussen till minnesstyrenheten.

När data har nått minneskontrollern måste den flyttas till CPU: n. För att utföra denna uppgift används ringinterconnect, som ansluter CPU-kärnorna och L3-cachen till minneskontrollern. Därför, om du tittar på det, är ringinterconnect en datamotorväg som flyttar data mellan alla kärnor, L3-cachen och minneskontrollern.

Vad händer när du ökar CPU-ringförhållandet?

Ringsammankopplingen överför data mellan CPU-kärnorna, L3-cachen och minneskontrollern. Precis som CPU: n fungerar ringkopplingen vid en klockfrekvens, och överföringarna sker vid en given frekvens.

På grund av detta färdas data endast på ringbussen vid särskilda tidsramar, vilka definieras av klockfrekvensen för ringförbindelsebussen. Ökning av bussfrekvensen ökar hastigheten med vilken data flyttas från L3-cachen till CPU-kärnorna.

Därför, om du tittar på det, ökar CPU-ringförhållandet hastigheten med vilken data flyttas från L3-cachen till CPU-kärnorna, vilket ger bättre prestanda.

Påverkar CPU-ringförhållandet överklockningsprestanda?

När du ökar processorns klockfrekvens manuellt genom att överklocka, ökar hastigheten med vilken kärnorna kan bearbeta data. Men hastigheten på ringbussen, som ansvarar för att leverera data till kärnor, förblir densamma om CPU-ringförhållandet inte ökas, vilket skapar en prestandaflaskhals. Att öka CPU-ringförhållandet ger därför bättre prestanda vid överklockning.

När Intel släppte sina nyaste Raptor Lake 13th Gen-processorer ökade den ringfrekvensen och erbjöd upp till fem procent högre bildhastigheter.

Det är dock viktigt att förstå att en ökning av CPU-ringförhållandet ökar värmen som CPU-matrisen genererar eftersom ringen arbetar med en högre frekvens när transistorerna växlar snabbare. Dessutom, eftersom ringbussen utför dataöverföringar mellan alla kärnor, kan en oöverensstämmelse i synkroniseringen leda till fler blå skärmar av döden.

Därför, om du tittar på det, kan en ökning av ringförhållandet ge bättre prestanda, men det kan leda till systemstabilitetsproblem.

När kärnhastigheten för en processor ökar automatiskt med hjälp av turboboost-tekniker, ökas även ringhastigheten. Vid manuell överklockning behöver ringförhållandet ökas manuellt.

Är det värt det att överklocka din CPU-ringkvot?

Att överklocka ringförhållandet på ditt system kan ge bättre prestanda. Men att få rätt CPU-förhållande kan vara svårt med tanke på den komplexa karaktären av att överföra data mellan alla kärnor.

Därför, om du planerar att pressa ditt system till det yttersta, försök hitta det perfekta CPU-förhållandet, och om du har en stabil överklockning kan du justera CPU-ringförhållandet för att få ännu bättre prestanda.