40-03.クロック周波数（動作周波数）

クロック周波数（動作周波数）とは？

プロセッサの処理（命令の実行）のタイミングを合わせる信号をクロックといいます。

クロック周波数（動作周波数）とは、クロックが1秒間あたりに何回発生するかという数値です。単位は［Hz（ヘルツ）］を用います。

このクロック周波数が大きいほど、クロックが1秒間あたり多く発生するので、処理速度は速くなります。

上の図は、1秒間あたりクロックが5回発生しているので、クロック周波数は5［Hz］です。下の図は、1秒間あたりクロックが10回発生しているので、10［Hz］になります。したがい、クロック周波数の大きい、下の図のプロセッサの処理速度が速いことになります。

具体的には、クロック周波数はプロセッサの性能指標の1つとして扱われます。

出典：インテル Corei5 プロセッサー

クロック周波数（動作周波数）に関する計算方法

クロック周波数に関する計算問題が、ITパスポート試験で出題されます。計算式を３つ理解しておけば柔軟に対応可能です。

計算①：１クロックあたりかかる時間

１クロックあたりかかる時間を求める計算式を例題で確認します。

計算②：１命令にかかる時間

１命令にかかる時間の計算式を例題で確認します。

計算③：１秒間の命令実行回数

１秒間の命令実行回数の計算式を例題で確認します。

クロック周波数に関するの3つの式を覚えれば、計算問題を解答できます。しかし、クロック周波数が「1秒間に何クロック発生するのかという数値」という定義を理解すれば、式を丸暗記する必要はありません。まずは、クロック周波数の定義はしっかりと抑えておきましょう。

ターボブーストとは？

ターブブーストとは、これまで説明してきたクロック周波数を一時的に上げることで、プロセッサの処理速度を速くする技術です。

また、プロセッサの許容発熱量や消費電力量に余裕があるときのみ、ターボブーストを実施可能になります。

ターボブーストは、 半導体素子メーカー 大手のインテル社が開発した技術になります。インテル社では、ターボブーストを「インテル ターボ・ブースト・テクノロジー」と呼んでいます。

インテル® ターボ・ブースト・テクノロジー 2.01 は、ピーク負荷時にプロセッサーやグラフィックスのパフォーマンスを加速します。プロセッサー・コアが電力、電流、温度の仕様限界未満で稼動している場合には、自動的に定格の動作周波数よりも高速でプロセッサー・コアを動作させることができます。プロセッサーがインテル® ターボ・ブースト・テクノロジー 2.0 による高クロック状態に移行するかどうか、またその状態がどのくらい持続するかは、ワークロードや動作環境によって異なります。
出典：インテル ターボ・ブースト・テクノロジー 2.0

【まとめ】クロック周波数（動作周波数）

それでは、最後におさらいをしておきましょう。

用語	説明
クロック周波数 （動作周波数）	クロックと呼ばれる信号（処理を同期する）が1秒間に何回発生するかという数値 数値が大きいほど、処理速度が速いことを表すプロセッサの性能指標 ①1クロック当たりかかる時間［秒］ 　=1［秒］÷クロック周波数［Hz］ ②1命令にかかる時間［秒］ 　＝1命令にかかるクロック数［回］×1クロックにかかる時間［秒］ ③1秒間の命令実行回数［回］ 　＝クロック周波数［Hz］÷1命令にかかるクロック数［回］
ターボブースト	プロセッサのクロック周波数（動作周波数）を一時的に上げ、コアの処理速度を速くする技術 プロセッサの許容発熱量や消費電力量に余裕があるときに動作する