multiplicador de CPU

En informática , el multiplicador de reloj (también conocido como multiplicador de CPU o relación bus/núcleo) determina cuántas veces más rápido funciona el reloj interno del procesador en comparación con su reloj base externo. Influye directamente en la frecuencia de funcionamiento de la CPU, que se calcula como: Velocidad de la CPU = Reloj base × Multiplicador. Por ejemplo, un procesador con un reloj base de 100 MHz y un multiplicador de 36x funciona internamente a 3,6 GHz. Los procesadores modernos de AMD e Intel ajustan dinámicamente este multiplicador para gestionar el rendimiento, el consumo de energía y la disipación de calor mediante tecnologías como Turbo Boost y Precision Boost.

Esto se puede implementar con un circuito multiplicador de frecuencia de bucle de enganche de fase (PLL) . Una CPU con un multiplicador de 10x verá, por lo tanto, 10 ciclos internos por cada ciclo de reloj externo . Por ejemplo, un sistema con un reloj externo de 100 MHz y un multiplicador de reloj de 36x tendrá un reloj interno de CPU de 3,6 GHz. Los buses externos de direcciones y datos de la CPU (a menudo denominados colectivamente bus frontal (FSB) en el contexto de las PC ) también utilizan el reloj externo como base de temporización fundamental; sin embargo, también podrían emplear un múltiplo (pequeño) de esta frecuencia base (normalmente dos o cuatro) para transferir datos más rápido.  

La frecuencia interna de los microprocesadores se basa generalmente en la frecuencia del bus frontal (FSB). Para calcularla, la CPU multiplica la frecuencia del bus por un multiplicador de reloj. En este cálculo, la CPU utiliza la frecuencia real del bus, no la frecuencia efectiva. Para determinar la frecuencia real del bus en procesadores que utilizan buses DDR (AMD Athlon y Duron) y buses Quad-Data Rate (todos los microprocesadores Intel a partir del Pentium 4), la velocidad efectiva del bus debe dividirse entre 2 para AMD o entre 4 para Intel.

Los multiplicadores de reloj en las CPU AMD Ryzen nunca son fijos. ^{[ 1 ]} Los multiplicadores de reloj en muchos procesadores Intel modernos son fijos; por lo general no es posible cambiarlos. Algunas versiones de procesadores tienen los multiplicadores de reloj desbloqueados; es decir, se pueden "overclockear" aumentando la configuración del multiplicador de reloj en el programa de configuración del BIOS de la placa base. Algunas muestras de ingeniería de CPU también pueden tener el multiplicador de reloj desbloqueado. Muchas muestras de calificación de Intel tienen el multiplicador de reloj máximo bloqueado: estas CPU pueden ser underclockeadas (funcionar a una frecuencia más baja), pero no se pueden overclockear aumentando el multiplicador de reloj más allá de lo previsto por el diseño de la CPU. Si bien estas muestras de calificación y la mayoría de los microprocesadores de producción no se pueden overclockear aumentando su multiplicador de reloj, aún se pueden overclockear utilizando una técnica diferente: aumentando la frecuencia del FSB.

A partir de 2009Los ordenadores tienen varios dispositivos interconectados (CPU, RAM, periféricos, etc. – ver diagrama) que normalmente funcionan a diferentes velocidades. Por lo tanto, utilizan búferes y cachés internos para comunicarse entre sí a través de los buses compartidos del sistema. En los PC, los buses externos de direcciones y datos de la CPU la conectan con el resto del sistema a través del " puente norte ". Casi todas las CPU de escritorio fabricadas desde la introducción del 486DX2 en 1992 han empleado un multiplicador de reloj para que su lógica interna funcione a una frecuencia mayor que la de su bus externo, manteniendo la sincronización con este. Esto mejora el rendimiento de la CPU al aprovechar las memorias caché internas o los buses anchos (que a menudo también permiten más de una transferencia por ciclo de reloj) para compensar la diferencia de frecuencia.

La expresión " duplicación del reloj" implica un multiplicador de reloj de dos.

Algunos ejemplos de CPU con duplicación de frecuencia son:

• El Intel 80486DX2 , que funcionaba a 50 o 66  MHz en un  bus de 25 o 33 MHz.
• El Weitek SPARC POWER μP, una versión de 80 MHz con duplicación de frecuencia  del procesador SPARC que se podía instalar en la  SPARCStation 2, que de otro modo funcionaría a 40 MHz.

En ambos casos, la velocidad general de los sistemas aumentó aproximadamente un 75%. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

A finales de la década de 1990, casi todos los procesadores de alto rendimiento (excluyendo los sistemas embebidos típicos ) funcionaban a velocidades superiores a las de sus buses externos, por lo que el término "duplicación de reloj" perdió gran parte de su impacto.

Para aplicaciones que dependen en gran medida de la CPU, duplicar la frecuencia de reloj mejorará teóricamente el rendimiento general del equipo de forma sustancial, siempre que la obtención de datos de la memoria no represente un cuello de botella. En procesadores más modernos, donde el multiplicador supera ampliamente el dos, el ancho de banda y la latencia de los circuitos integrados de memoria específicos (o del bus o controlador de memoria) suelen convertirse en un factor limitante.

• frecuencia del reloj
• divisor de memoria
• divisor de frecuencia
• Sintetizador de frecuencia