大量の計算を行っても CPU 速度が変化する理由は何ですか?

大量の計算を行っても CPU 速度が変化する理由は何ですか?

大量の計算を行っても CPU の速度が一定ではないことに気付きました。タスク マネージャーで速度が約 4.2 GHz から約 4.4 GHz まで変動します。なぜでしょうか。

私には2つの定理があります:

  • これは平均的な速度であり、CPU を大量に使用している場合でも、メモリ/IO を待機する時間スロットがあり、速度はしばらくの間、基本速度に戻ります。
  • 高精度のクロックを使用して測定しているときに、CPU メイン クロックはエラー (ジッター/ワンダー) を伴って生成されます。
  • 他の...?

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私はWin10を使用しています

答え1

現代の CPU におけるクロック速度管理は、何よりも熱管理です。長期間にわたって最適な冷却を維持できる基本周波数から始めて、CPU のすべての部分が使用されていない場合 (シングルスレッドのワークロードなど)、またはスロットルされている場合 (冷却で熱を除去できない場合、最も悪名高いのは Apple の「Pro」Book の場合)、CPU をより高いクロック速度に「ブースト」できます。

スクリーンショットを見ると、6 コア CPU のうち 1 つのコアだけがフル稼働しているように見えます。この場合、熱管理によってクロック周波数を基本の 3.2 GHz から 4.2 GHz 以上に上げることができます。1 つのコアが大量の熱を発している間、他のコアは基本的にアイドル状態であり、おそらく部分的にオフになっています。このクロック速度は無期限に維持することはできず、別のコアが何らかの負荷 (バックグラウンド タスクなど) を引き受ける必要がある場合は、アクティブなコアのブーストを減らす必要があります。

ブースト/スロットルは熱と負荷のデータポイントから毎秒何度も再評価されるため (記憶が確かなら数百回)、現在のクロック速度はかなり大きく変動します。これは正常であり、予想されることです。

答え2

CPU の基本速度は 3.19 GHz です (公式には 3.2 GHz と報告されている可能性があります)。可能な場合は、それよりも高速に動作します。それよりも高速に動作できるかどうかは、CPU の消費電力と温度によって決まります。また、CPU のコアがいくつロードされているかによっても異なります。

おそらく、速度の変動は、作業が CPU に負荷をかける方法によるものです。より多くのコアに負荷をかけると、設定された制限内で電力消費を維持するために速度が低下します。低下した速度でも、宣伝されている基本速度をはるかに上回っていることに注意してください。

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