Kellotaajuudella

Kellotaajuus tarkoittaa digitaalisen laitteen kellosignaalin taajuutta, eli sitä, kuinka monta kellosekuntia sekunnissa tapahtuu. Taajuus kertoo laitteen toiminnan tahdin: jokainen kellonjakso määrittelee uuden mahdollisen operaation käynnistymisen. Yleisin yksikkö on hertsi (Hz); suurempia arvoja kuulee usein megahertseinä (MHz) tai gigahertseinä (GHz). Kellotaajuudella viitataan siihen, millaisessa tahdissa järjestelmä voi suorittaa toimenpiteitä yhden jakson aikana.

Suurempi kellotaajuus parantaa yleensä suoritustehoa, koska useampia operaatioita voidaan suorittaa nopeammin. Tämä kuitenkin kasvattaa dynami­sen tehon kulutusta ja lämmöntuottua, koska P ~ C·V^2·f. Lisäksi korkea taajuus asettaa vaatimuksia jännitteelle, lämpötilan hallinnalle ja arkkitehtuurin suunnittelulle.

On tärkeä erottaa kellotaajuus ja tiedonsiirtonopeus. Kellotaajuus kuvaa sykliäsekuntien määrää per sekunti, mutta dataa voidaan siirtää useampia bittejä per jakso riippuen väylän leveydestä ja protokollasta. Esimerkiksi parallelisessa väylässä useampi bitti siirtyy yhtä aikaa, kun sarjaisessa yhteydessä siirto tapahtuu yhdellä bitillä kerrallaan.

Käyttötarkoitukset: Kellotaajuutta käytetään kuvaamaan prosessorien, mikrokontrollereiden, signaalinkäsittelylaitteiden ja muiden synkronoitujen järjestelmien tahdia sekä suorituskyvyn ja tehonkulutuksen arvioinnissa. Kellotaajuuden mittaus ja hallinta ovat keskeisiä osia järjestelmäarkkitehtuuriin liittyvässä suunnittelussa, simuloinnissa ja optimoinnissa. Ilmaisut kuten "toimii kellotaajuudella 2 GHz" ovat yleisiä teknisessä viestinnässä.