הקדמות, הקדמות
ביצועי רכיבים אלקטרוניים שונים נקבעים בין היתר על פי התדר בו הם פועלים, אותו התדר אשר נקבע להם במפעל ולרוב מייצג את תדר העבודה היציב ביותר. אולם, אין זה אומר שהשבב לא מסוגל לפעול, תיאורטית, בכל תדר אחר וכאן נכנס לתמונה המשתמש. ישנן 2 סיבות עיקריות שבגינן משתמש מחליט להמהיר את מחשבו. האחת, להרוויח שיפור ביצועים מהמחשב בחינם, והשנייה, ניסיון לדחוף את ביצועי המערכת למקסימום האפשרי, מעיין ספורט כורסא, אם תרצו.
לפני שנתחיל במאמר, ניישר קו ונחזור על מספר מושגים בסיסים אשר יחזרו על עצמם במסגרת המאמר:
באס: התדר בו כל רכיבי המערכת מתקשרים ביניהם. הבאס נקבע על ידי גביש בו עובר זרם חשמלי.
מכפלה: על מנת להשיג תדרים סופיים גבוהים, יש צורך להכפיל את התדר הבסיסי של המעבד. בעבר, המערכת כולה עבדה בתדר הבאס, אולם כיום מתאפשר למעבד לעבוד בתדרים גבוהים יותר, בעזרת המכפלה.
זיכרון מטמון: זיכרון זה מתחלק למספר רמות: ראשונה, שניה ובמקרים מסוימים גם שלישית. הראשונה היא הרמה שבמהירות שלה עובד המעבד, וזיכרון זה הוא למעשה הזיכרון שעובר את ההמהרה. ההוראות שמקבל המעבד ממערכת ההפעלה לדוגמה, גם כן מאוסחנות בזיכרון זה. זיכרון מטמון מהרמה השנייה הוא הזיכרון בו משתמש המעבד למידע שהוא צריך בדחיפות הגדולה ביותר, שכן אם לא יימצא שם, ייאלץ המעבד לפנות לזיכרון המערכת (RAM), אשר איטי בהרבה.
מבוא
המהרה, כפי שאנו תופסים אותה לפחות, מתחלקת לשני סוגים. האחד, שינוי התדר בו פועל רכיב מסויים על מנת לקבל שיפור בביצועיו. והשני, שינוי תוכנתי ולעיתים פיזי המאפשר גישה לתכונות אשר אינן היו זמינות ברכיב אלמלא השינוי.
אי אילו מכם אשר התנסו בהמהרה בכוחות עצמם, או קראו על כך בפורומים שלנו, ככל הנראה הבינו שקיימים הבדלים בטיב ההמהרה גם בין רכיבים מאותה הסדרה. במבט ראשון, מספר מעבדים מאותה הסדרה הינם זהים זה לזה לחלוטין. אולם, במבט מדוקדק נראה כי ההבדלים ביניהם רבים. כחלק בלתי נפרד מאופי תהליך הייצור, חלק מהמעבדים יורדים מפס הייצור כאשר הליבה נטולת פגמי ייצור, ומצידו השני של המתרס, קיימים גם מעבדים במצב שאינו ראוי לשימוש כלל. יתרה מזאת, כל יצרן מעבדים בוחן את מעבדיו בתנאים שונים כגון חשיפה לטווח טמפרטורות רחב, תחת עומס עיבוד כבד ובמתחים מגוונים. מסכת עינויים זו מאפשרת ליצרן לשווק את המעבדים הטובים ביותר, שעברו את הבדיקות בהצלחה יתרה, לשוק הגבוה כמעבדי אקסטרים ואת יתר המעבדים לשוק הממוצע.
ההתחלה
סיפורנו מתחיל בשנות ה-80, כאשר אינטל הצעירה סיפקה את המעבדים לענקית המחשבים IBM, אשר הקנה לראשונה את מעמדה כיצרנית מעבדים מצטיינת. בתקופה זו, המהרה מתדר התחלתי של 4.77 מגה-הרץ התאפשרה על ידי הוצאתו בהלחמה של הגביש שקבע את התדר הבסיסי, והחלפתו בגביש אחר.
בערך באותה התקופה, ענק אחר נולד; יצרנית המעבדים AMD השיגה את הרישיון לסט פקודות ה-x86 של אינטל, והחלה לייצר מעבדים משל עצמה.
המשתמשים הוותיקים בינינו ככל הנראה יודעים שאי שם בשנות ה-80 וה-90 לכולנו היה ניסיון מעשי בהמהרה – כפתור הטורבו. למעשה, כפתור זה שינה את מהירות המערכת בכדי לאפשר למשחקים ישנים לעבוד בצורה חלקה. הסיבה לכך נעוצה בעובדה שמשחקים בעבר הסתכמו על תדר המעבד במקום להסתמך על קצב עבודה משלהן. כאשר מעבדים חדשים ומהירים יותר הושקו, חלק מהמשחקים אינם הצליחו לסנכרן את עצמם וסבלו מחוסר יציבות וקריסות. כפתור הטורבו המקורי למעשה האט את ביצועי המערכת. גרסאות מאוחרות של כפתור הטורבו, הכוללות הגדרות שונות, המהירו את המערכת.
חופש הפעולה של המשתמש בקביעת מהירות המעבד המשיכה בימי ה-486 העליזים, כשהמעבד עדיין פעל באותה מהירות בסיסית בה פעלה שאר המערכת שכללה את זיכרון המטמון (שהיה בעל חריץ הרחבה ייעודי בלוח האם, ונמכר יחד עם המעבד), את חריצי ה-PCI ואת הזיכרון. אולם, בעוד שמהירות המעבדים גדלה בקצב מסחרר, מהירות הרכיבים האחרים לא הצליחה לשמור על אותו קצב התקדמות ויציבות המערכת התערערה. הפיתרון המוצע של אינטל בעבר תקף עד היום – מכפלות ומחלקים. לדוגמה, אם התדר הבסיסי על פיו עבדה המערכת היה 66 מגה-הרץ, כעת בזכות המכפלה יחל המעבד לעבוד בתדר כפול, ולתקשר עם שאר המערכת כל שני מחזורי שעון.
