電腦CPU主頻知識詳細(xì)介紹
電腦CPU主頻知識詳細(xì)介紹
CPU對于電腦來說是很重要的，了解CPU能幫我們更好地去維護(hù)自己的電腦。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家介紹CPU主頻的詳細(xì)分析,歡迎大家閱讀。
CPU主頻的詳細(xì)分析
在電子技術(shù)中，脈沖信號是一個按一定電壓幅度，一定時間間隔連續(xù)發(fā)出的脈沖信號。脈沖信號之間的時間間隔稱為周期;而將在單位時間(如1秒)內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個數(shù)稱為頻率。頻率是描述周期性循環(huán)信號(包括脈沖信號)在單位時間內(nèi)所出現(xiàn)的脈沖數(shù)量多少的計(jì)量名稱;頻率的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位是Hz(赫)。電腦中的系統(tǒng)時鐘就是一個典型的頻率相當(dāng)精確和穩(wěn)定的脈沖信號發(fā)生器。頻率在數(shù)學(xué)表達(dá)式中用“f”表示，其相應(yīng)的單位有：Hz(赫)、kHz(千赫)、MHz(兆赫)、GHz(吉赫)。其中1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。計(jì)算脈沖信號周期的時間單位及相應(yīng)的換算關(guān)系是：s(秒)、ms(毫秒)、μs(微秒)、ns(納秒)，其中：1s=1000ms，1 ms=1000μs，1μs=1000ns。
CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認(rèn)為CPU的主頻就是其運(yùn)行速度，其實(shí)不然。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力并沒有直接關(guān)系。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數(shù)值關(guān)系，因?yàn)镃PU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)(緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等)。由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能已較低的主頻，達(dá)到英特爾公司的Pentium 4系列CPU較高主頻的CPU性能，所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。
CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運(yùn)算速度卻是至關(guān)重要的。舉個例子來說，假設(shè)某個CPU在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條運(yùn)算指令，那么當(dāng)CPU運(yùn)行在100MHz主頻時，將比它運(yùn)行在50MHz主頻時速度快一倍。因?yàn)?00MHz的時鐘周期比50MHz的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執(zhí)行一條運(yùn)算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半，自然運(yùn)算速度也就快了一倍。只不過電腦的整體運(yùn)行速度不僅取決于CPU運(yùn)算速度，還與其它各分系統(tǒng)的運(yùn)行情況有關(guān)，只有在提高主頻的同時，各分系統(tǒng)運(yùn)行速度和各分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度都能得到提高后，電腦整體的運(yùn)行速度才能真正得到提高。
提高CPU工作主頻主要受到生產(chǎn)工藝的限制。由于CPU是在半導(dǎo)體硅片上制造的，在硅片上的元件之間需要導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)接，由于在高頻狀態(tài)下要求導(dǎo)線越細(xì)越短越好，這樣才能減小導(dǎo)線分布電容等雜散干擾以保證CPU運(yùn)算正確。因此制造工藝的限制，是CPU主頻發(fā)展的最大障礙之一。
主頻是啥
主頻也叫時鐘頻率，單位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz)，用來表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度。通常，主頻越高，CPU處理數(shù)據(jù)的速度就越快。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，但并不是一個簡單的線性關(guān)系?！∷?，CPU的主頻與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒有直接關(guān)系的，主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。在Intel的處理器產(chǎn)品中，也可以看到這樣的例子：1 GHz Itanium芯片能夠表現(xiàn)得差不多跟2.66 GHz至強(qiáng)(Xeon)/Opteron一樣快，或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線、總線等各方面的性能指標(biāo)。
外頻是啥
外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度。通俗地說，在臺式機(jī)中，所說的超頻，都是超CPU的外頻(當(dāng)然一般情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點(diǎn)是很好理解的。但對于服務(wù)器CPU來講，超頻是絕對不允許的。前面說到CPU決定著主板的運(yùn)行速度，兩者是同步運(yùn)行的，如果把服務(wù)器CPU超頻了，改變了外頻，會產(chǎn)生異步運(yùn)行，(臺式機(jī)很多主板都支持異步運(yùn)行)這樣會造成整個服務(wù)器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻與主板前端總線不是同步速度的，而外頻與前端總線(FSB)頻率又很容易被混為一談。
總線頻率是啥
AMD 羿龍II X4 955黑盒前端總線(FSB)是將CPU連接到北橋芯片的總線。前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。有一條公式可以計(jì)算，即數(shù)據(jù)帶寬=(總線頻率×數(shù)據(jù)位寬)/8，數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率。比方，支持64位的至強(qiáng)Nocona，前端總線是800MHz，按照公式，它的數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。外頻與前端總線(FSB)頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一億次;而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
倍頻系數(shù)是啥
倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關(guān)系。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。但實(shí)際上，在相同外頻的前提下，高倍頻的CPU本身意義并不大。這是因?yàn)镃PU與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸速度是有限的，一味追求高主頻而得到高倍頻的CPU就會出現(xiàn)明顯的“瓶頸”效應(yīng)-CPU從系統(tǒng)中得到數(shù)據(jù)的極限速度不能夠滿足CPU運(yùn)算的速度。一般除了工程樣版的Intel的CPU都是鎖了倍頻的，少量的如Intel酷睿2核心的奔騰雙核E6500K和一些至尊版的CPU不鎖倍頻，而AMD之前都沒有鎖，AMD推出了黑盒版CPU(即不鎖倍頻版本，用戶可以自由調(diào)節(jié)倍頻，調(diào)節(jié)倍頻的超頻方式比調(diào)節(jié)外頻穩(wěn)定得多)。
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