En informática , el multiplicador de reloj (o multiplicador de CPU o relación bus/núcleo ) establece la relación entre la frecuencia de reloj interna de la CPU y la frecuencia de reloj suministrada externamente . Esto se puede implementar con circuitos multiplicadores de frecuencia de bucle de enganche de fase (PLL) . Una CPU con un multiplicador de 10x verá 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 de CPU interno de 3,6 GHz. Los buses de datos y direcciones externos de la CPU (a menudo denominados colectivamente bus frontal (FSB) en contextos de 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 calcular la frecuencia interna, la CPU multiplica la frecuencia del bus por un número llamado multiplicador de reloj. Para el cálculo, la CPU utiliza la frecuencia real del bus, no la frecuencia efectiva del bus. Para determinar la frecuencia real del bus para procesadores que utilizan buses de doble velocidad de datos (DDR) (AMD Athlon y Duron) y buses de cuádruple velocidad de datos (todos los microprocesadores Intel a partir de Pentium 4), la velocidad efectiva del bus debe dividirse por 2 para AMD o por 4 para Intel.
Los multiplicadores de reloj de muchos procesadores modernos son fijos; normalmente no es posible cambiarlos. Algunas versiones de procesadores tienen multiplicadores de reloj desbloqueados; es decir, se pueden "overclockear" aumentando la configuración del multiplicador de reloj en el programa de configuración 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 estar subclockeadas (funcionando a una frecuencia más baja), pero no se pueden overclockear aumentando el multiplicador de reloj más 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 2009 [update], las computadoras tienen varios dispositivos interconectados (CPU, RAM, periféricos, etc. - ver diagrama) que normalmente funcionan a diferentes velocidades. Por lo tanto, utilizan búferes y cachés internos cuando se comunican entre sí a través de los buses compartidos en el sistema. En las PC, los buses de datos y direcciones externas de la CPU conectan la CPU con el resto del sistema a través del " puente norte ". Casi todas las CPU de escritorio producidas desde la introducción del 486DX2 en 1992 han empleado un multiplicador de reloj para ejecutar su lógica interna a una frecuencia más alta que su bus externo, pero aún así permanecer sincronizadas con él. Esto mejora el rendimiento de la CPU al confiar en memorias caché internas o buses anchos (a menudo también capaces de más de una transferencia por ciclo de reloj) para compensar la diferencia de frecuencia.
Algunas CPU, como Athlon 64 y Opteron , manejan la memoria principal mediante un bus de memoria de bajo nivel dedicado e independiente . Estos procesadores se comunican con otros dispositivos del sistema (incluidas otras CPU) mediante uno o más enlaces HyperTransport de nivel ligeramente superior ; al igual que los buses de datos y direcciones en otros diseños, estos enlaces emplean el reloj externo para la sincronización de la transferencia de datos (normalmente 800 MHz o 1 GHz, a partir de 2007).
Algunos sistemas permiten a los propietarios cambiar el multiplicador de reloj en el menú BIOS . Aumentar el multiplicador de reloj aumentará la velocidad del reloj de la CPU sin afectar la velocidad del reloj de otros componentes. Aumentar el reloj externo (y la velocidad del bus) afectará a la CPU, así como a la RAM y a otros componentes.
Estos ajustes proporcionan los dos métodos comunes de overclocking y underclocking de una computadora, quizás combinados con algún ajuste de voltajes de CPU o memoria (cambiar los cristales del oscilador ocurre solo en raras ocasiones); tenga en cuenta que un overclocking descuidado puede causar daños a una CPU u otro componente debido al sobrecalentamiento o incluso a una caída de voltaje. Las CPU más nuevas a menudo tienen un multiplicador de reloj bloqueado , lo que significa que la velocidad del bus o el multiplicador de reloj no se pueden cambiar en el BIOS a menos que el usuario piratee la CPU para desbloquear el multiplicador. Sin embargo, las CPU de gama alta normalmente tienen un multiplicador de reloj desbloqueado.
Las placas base más antiguas pueden necesitar configurar la frecuencia externa de la CPU y el multiplicador de la CPU manualmente a través de un puente integrado. Más tarde, en la era Pentium III y Pentium 4 , muchas placas base pueden determinar la frecuencia de la CPU automáticamente a través de CPUID . [1]
La frase " duplicación del reloj" implica un multiplicador de reloj de dos.
Algunos ejemplos de CPU con reloj duplicado son:
En ambos casos la velocidad general de los sistemas aumentó aproximadamente un 75%. [ cita requerida ]
A finales de la década de 1990, casi todos los procesadores de alto rendimiento (excluyendo los sistemas integrados típicos ) funcionan a velocidades más altas que sus buses externos, por lo que el término "duplicación de reloj" ha perdido gran parte de su impacto.
En el caso de las aplicaciones que dependen de la CPU, la duplicación del reloj mejorará en teoría el rendimiento general de la máquina de forma sustancial, siempre que la obtención de datos de la memoria no suponga un cuello de botella. En los procesadores más modernos, en los que el multiplicador supera ampliamente a dos, el ancho de banda y la latencia de los circuitos integrados de memoria específicos (o del bus o del controlador de memoria) suelen convertirse en un factor limitante.