Kellotaajuus

Kellotaajuutta mitataan hertseinä (Hz). Arvo tarkoittaa kuinka monta kellojaksoa sekunnissa tapahtuu. Jokaisen kellojakson aikana voidaan suorittaa yksi toimenpide. Megahertsi (MHz) on miljoona hertsiä ja gigahertsi (GHz) miljardi hertsiä.

Kellotaajuutta käytetään tahdistamaan niin prosessorin, väylien kuin muidenkin tietokoneen laitteiden toiminnot. Jokainen laite toimii tietyllä taajuudella ja siirtää tietoa toistensa kesken tietyillä taajuuksilla. Tiedonsiirtonopeuteen ja tiedon käsittelynopeuteen vaikuttaa kellotaajuuden lisäksi tiedon käsittelyrakenne.

Prosessorin kellotaajuuden määrittää emolevyllä oleva kide tai oskillaattori. Eri prosessorit toimivat eri kellotaajuuksilla, ja jokaiselle prosessorille valmistaja on määrittänyt sen ulkoisen ja sisäisen kellotaajuuden, jolla toiminta taataan. Käytettävän kellotaajuuden määrää emolevy, ja sitä voidaan ohjata vanhemmissa versioissa jumpperien avulla ja uudemmissa Setup-ohjelmalla.

Prosessorin ominaisuuksista riippuen prosessori pystyy suorittamaan
  • Yhden tehtävän useassa kellojaksossa
  • Yhden tehtävän yhdessä kellojaksossa
  • Useita tehtäviä yhdessä kellojaksossa
Mitä enemmän tehtäviä voidaan suorittaa yhden kellojakson aikana ja mitä pienempi kellojakson aika on, sitä tehokkaampi prosessori on. Lisäksi suurentamalla kellotaajuutta voidaan nopeuttaa toimintaa lisää, koska yhden kellojakson aika on silloin lyhyempi. Täten erilaiset prosessorit toimivat eri nopeuksilla vaikka kellotaajuus olisikin sama. Lisäksi prosessorin muu sisäinen rakenne, kuten välimuistin rakenne ja seuraavaksi käsiteltävien tietojen ennustettavuus, vaikuttavat tietojen käsittelynopeuteen ja käytännön nopeuserot voivat olla huomattavia.

Vanhemmat prosessorit käyttävät prosessorissa ja prosessorin ulkopuolelle tapahtuvassa liikennöinnissä samaa kellotaajuutta. Uudemmissa prosessoreissa, 75 MHz Pentiumista lähtien, käytetään prosessorin sisäpuolella suurempaa kellotaajuutta. Sisäinen kellotaajuus muodostetaan tietyllä kertoimella ulkoisesta kellotaajuudesta. Eri prosessorit pystyvät käyttämään erilaisia kertoimia ja erilaisia ulkoisia taajuuksia.

Prosessorin ulkoiset kellotaajuudet eli järjestelmäväylätaajuudet ovat prosessorista riippuen esimerkiksi 60, 66, 100, 133, 166,7 tai 200 MHz. Lisäksi usein on käytössä tiedonsiirtonopeuden kaksin- tai nelinkertaistavaa siirtomenetelmää. Esimerkiksi Pentium 4 käyttää RDRAM-muistin kanssa 400 tai 533 MHz tehollista väylätaajuutta. Oikeat taajuudet ovat 100 ja 133 MHz.

Useissa emolevyissä on mahdollisuus muuttaa väylätaajuuksia. Väylätaajuuden nostoa kutsutaan ylikellottamiseksi ja se saattaa vaurioittaa prosessoria ja oheispiirejä.