どのようにCPUがオーバークロックを処理するのですか

Question

私の理解では、データパスpiplineの各ステージは実行する秒数がnsで、クロックサイクルは最も高価なステージの実行時間にできるだけ近く設定されています。 CPUがオーバークロックされるとどうなりますか？どのようにすべての段階を時間通りに実行しますか？

Answer 1

クロックサイクルは、最も高価なステージの実行時間のできるだけ近くに設定されます。

はい、クリティカルパスの長さが可能な最大クロック速度を決定しますが、電源/冷却も定格クロック速度を設定する際の制限要因です。

ベンダは、一定の冷却速度のシステムで信頼性の高い動作を保証するために、ソフトウェアワークロードの最大消費電力/熱放散電力（TDP）制限内でCPUを評価します。マザーボードのベンダーは、電圧レギュレータがどれだけ優れている必要があるかを知っています。

クロックが高いほど、特に電圧も高くなると（ゲート遅延時間を短縮することでクリティカルパス長が短くなる）、高い電力を意味します。しかし、電力はV で比例し、周波数と直線的に比例するため、過電圧によって冷却要件が大幅に増加します。より高い温度は、臨界経路長IIRCを増加させる。

いくつかのオーバークロックは、すべてのコア（SuperPiなど）のハイスループット256b FMAコードよりも発熱が少なく、ソフトウェアの負荷を制限するだけでオーバークロックが可能です。

でもワークロードを制限することなく、最小要件よりも優れた冷却と電力供給は、ベンダーが目指したよりも、ただの異なる電力/性能のトレードオフで、でもSuperPiのような最大電力のワークロードのためにオーバークロックできるようにすることができます。 （それは定格TDP外であなたを取り、現在のエンベロープを供給する場合など長時間最大ターボで実行されているが、まだオーバークロックとしてカウントされます。）

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OCingが動作することを他の主な理由は、CPUが定格で販売されているということです理論的な最大値よりも低いクロック速度。これはしばしばマーケティング上の理由によるものです。生産ラインから降りてくるシリコンは、クロックの高さに応じてビニングされます。しかし、市場での需要よりも高クロック対応のチップが生産ラインから出てくると、これらのチップの一部は、高速チップの価格を下げる代わりに、クロックスピードの低い部品として販売されます。

たとえば、インテルは1つ（または2つのi5とi7）のロックされていないSKUのみを販売していることに注意してください。これらのビン内には、常にチップからチップにいくらかのバリエーションが存在します。おそらく、クロック速度がクリティカルパス（そしてデータエラーが発生する）に対して速すぎる前に、ほとんどのヘッドルームをOCに持っていないi7-6700kが得られるかもしれません。または、あなたが買ったチップがほぼ完璧で、その最高のビンの最小しきい値よりもかなり良いことがあります。