Explicação sobre a velocidade do clock da CPU

A velocidade do clock da CPU é o ritmo em que o seu processador funciona, ou seja, quantos «ticks» ele consegue realizar por segundo. É medida em hertz (Hz) e, nas CPUs modernas, geralmente é expressa em gigahertz (GHz), ou seja, bilhões de ciclos por segundo. Mais ciclos podem significar mais trabalho, mas o contexto (arquitetura, número de núcleos e carga de trabalho) é igualmente importante.

Pense num ciclo de relógio como um pequeno batimento cardíaco que coordena o que a CPU fará a seguir.

• 3,6 GHz ≈ 3.600.000.000 ciclos por segundo.
• 1 ciclo a 4,0 GHz demora 0,25 nanossegundos.

Isso não garante que a CPU conclua uma instrução inteira por ciclo. Os chips modernos costumam dividir o trabalho em microoperações, portanto, a eficiência (“IPC”, abaixo) desempenha um papel importante.

O clock base é a frequência nominal que um processador pode sustentar sob carga pesada e multi-core dentro dos seus limites padrão de energia/refrigeração. O clock boost (frequentemente chamado de Turbo) é uma frequência mais alta e oportunista que a CPU pode atingir por curtos períodos ou em alguns núcleos quando há margem térmica e de energia. Os nomes variam de acordo com o fornecedor, então, para a Intel, temos o Turbo Boost e a versão da AMD é chamada de Precision Boost, mas a ideia é a mesma: ir mais rápido quando as condições permitirem.

A velocidade do relógio não é tudo. O desempenho também depende do IPC (instruções por ciclo), cache, latência da memória e microarquitetura da CPU. Um núcleo mais recente a 3,5 GHz pode superar um núcleo mais antigo com a mesma velocidade de 3,5 GHz se realizar mais trabalho por tick. É por isso que os críticos costumam falar sobre ganhos «por relógio» de uma geração para a outra.

As CPUs modernas ajustam constantemente a sua frequência em tempo real para equilibrar velocidade, consumo de energia e temperatura. Os sistemas operativos e o firmware utilizam estados de desempenho («P-states») definidos pela norma ACPI para aumentar ou diminuir a CPU conforme necessário. Nos computadores portáteis, os fabricantes podem definir limites de energia mais restritos, pelo que as velocidades sustentadas podem ser inferiores às dos computadores de secretária.

Normalmente, relógios mais rápidos ajudam especialmente em tarefas que dependem de um ou alguns núcleos rápidos (muitos jogos, alguns aplicativos criativos). Mas aumentar a frequência também aumenta o consumo de energia e o calor, o que pode causar ruído do ventilador, estrangulamento térmico ou redução da duração do boost se o seu cooler não conseguir acompanhar. É por isso que o comportamento base/boost e o arrefecimento geral da plataforma são tão importantes quanto o GHz nominal.

• Pesado em thread único (por exemplo, muitos jogos, ferramentas com poucos threads): procure por relógios com grande aumento de velocidade e alto desempenho por núcleo.
• Multithread pesado (por exemplo, renderização 3D, compilação de código, codificação de vídeo): procure por mais núcleos e boas frequências em todos os núcleos sob carga sustentada.

De qualquer forma, os relógios e os núcleos trabalham em conjunto; os maiores ganhos resultam do equilíbrio entre ambos.

• Windows: Abra o Gestor de Tarefas → Desempenho → CPU para ver a velocidade atual e a «velocidade base» reportada pela CPU.
• Linux: lscpu mostra informações sobre o modelo; watch -n1 "cat /proc/cpuinfo | grep MHz | head -n1" mostra a frequência em MHz por núcleo em tempo real.
• macOS: O Monitor de Atividade não mostra a frequência diretamente; monitores de terceiros (por exemplo, iStat Menus) ou powermetrics (Terminal) podem fazê-lo.

Se a sua velocidade real estiver abaixo do aumento especificado, isso é normal, pois o aumento é oportunista e depende da carga de trabalho, dos limites de energia e da temperatura.

Sim, dentro de certos limites:

• O overclocking (aumento da frequência e, por vezes, da tensão) pode melhorar o desempenho, mas aumenta o calor e pode reduzir a estabilidade ou a cobertura da garantia.
• Tecnologias de aceleração automática: Intel Turbo Boost e AMD Precision Boost já tentam maximizar os relógios automaticamente quando seguro.
• A redução da tensão/frequência pode diminuir as temperaturas e o ruído com perda mínima de desempenho para tarefas leves.

O suporte depende do modelo da CPU, da placa-mãe e do cooler; muitos chips móveis e peças de desktop não «K»/não «X» oferecem pouca ou nenhuma margem além do boost integrado.

• Jogos: Dê preferência a um aumento elevado de um único núcleo e 6–8+ núcleos modernos; você verá ganhos reais com um forte desempenho por núcleo, em vez de perseguir o GHz mais alto anunciado.
  
• Criação de conteúdo: favoreça mais núcleos com clock sustentado sólido (todos os núcleos); o boost ainda ajuda na interface do utilizador ágil e em cargas de trabalho mistas.
  
• Utilização diária: Qualquer aumento dinâmico recente da CPU manterá as coisas responsivas; priorize o arrefecimento silencioso e a eficiência.