CPU主頻知識詳細(xì)介紹
你對CPU了解多少呢?對CPU的主頻呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家介紹CPU主頻,歡迎大家閱讀。
CPU主頻介紹
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)量多少的計量名稱;頻率
的標(biāo)準(zhǔn)計量單位是 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
1ms=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)?CPU 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，大多都能以較低的主頻，達(dá)到英特爾公司的 Pentium 4 系列 CPU較高主頻的 CPU 的性能。所以，Athlon XP 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 的主頻并不代表 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)?100MHz 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時，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。
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。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
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)出的模擬信號。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(包主頻括脈沖信號)在單位時間內(nèi)所出現(xiàn)的脈沖數(shù)量多少的計量名稱;頻率的標(biāo)準(zhǔn)計量單位是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)算速度存在一定主頻的關(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大多都能以較低的主頻，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，在硅片上的元主頻件之間需要導(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。
內(nèi)存主頻和CPU主頻一樣，習(xí)慣上被用來表示內(nèi)存的速度，它代表著該內(nèi)存所能達(dá)到的最高工作頻率。內(nèi)存主頻是以MHz(兆赫)為單位來計量的。內(nèi)存主頻越高在一定程度上代表著內(nèi)存所能達(dá)到的速度越快。內(nèi)存主頻決定著該內(nèi)存最高能在什么樣的頻率正常工作。目前較為主流的內(nèi)存頻率是667MHz和800MHz的DDR2內(nèi)存，以及1333MHz的DDR3內(nèi)存。較為高端的以GHz計算，如高端企業(yè)需求的主頻≥2.4GHz。
大家知道，計算機(jī)系統(tǒng)的時鐘速度是以頻率來衡量的。晶體振蕩器控制著時鐘速度，在石英晶片主頻上加上電壓，其就以正弦波的形式震動起來，這一震動可以通過晶片的形變和大小記錄下來。晶體的震動以正弦調(diào)和變化的電流的形式表現(xiàn)出來，這一變化的電流就是時鐘信號。而內(nèi)存本身并不具備晶體振蕩器，因此內(nèi)存工作時的時鐘信號是由主板芯片組的北橋或直接由主板的時鐘發(fā)生器提供的，也就是說內(nèi)存無法決定自身的工作頻率，其實(shí)際工作頻率是由主板來決定的。
DDR內(nèi)存和DDR2內(nèi)存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示，工作頻率是內(nèi)存顆粒實(shí)際的工作頻率，但是由于DDR內(nèi)存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數(shù)據(jù)，因此傳輸數(shù)據(jù)的等效頻率是工作頻率的兩倍;而DDR2內(nèi)存每個時鐘能夠以四倍于工作頻率的速度讀/寫數(shù)據(jù)，因此傳輸數(shù)據(jù)的等效頻率是工作頻率的四倍。例如DDR 200/266/333/400的工作頻率分別是100/133/166/200MHz，而等效頻率分別是200/266/333/400MHz;DDR2 400/533/667/800的工作頻率分別是100/133/166/200MHz，而等效頻率分別是400/533/667/800MHz。
DDR31066/1333/1600/1800/2000的工作頻率分別是266/333/400/450/500MHZ，而等效頻率分別是1066/1333/1600/1800/2000MHZ。
內(nèi)存異步工作模式包含多種意義，在廣義上凡是內(nèi)存工作頻率與CPU的外頻不一致時都可以稱為內(nèi)存異步工作模式。首先，最早的內(nèi)存異步工作模式出現(xiàn)在早期的主板芯片組中，可以使內(nèi)存工作在比CPU外頻高33MHz或者低33MHz的模式下(注意只是簡單相差33MHz)，從而可以提高系統(tǒng)內(nèi)存性能或者使老內(nèi)存繼續(xù)發(fā)揮余熱。其次，在正常的工作模式(CPU不超頻)下，目前不少主板芯片組也支持內(nèi)存異步工作模式，例如Intel 910GL芯片組，僅僅只支持533MHz FSB即133MHz的CPU外頻，但卻可以搭配工作頻率為133MHz的DDR 266、工作頻率為166MHz的DDR 333和工作頻率為200MHz的DDR 400正常工作(注意此時其CPU外頻133MHz與DDR 400的工作頻率200MHz已經(jīng)相差66MHz了)，只不過搭配不同的內(nèi)存其性能有差異罷了。再次，在CPU超頻的情況下，為了不使內(nèi)存拖CPU超頻能力的后腿，此時可以調(diào)低內(nèi)存的工作頻率以便于超頻，例如AMD的Socket 939接口的Opteron 144非常容易超頻，不少產(chǎn)品的外頻都可以輕松超上300MHz，而此如果在內(nèi)存同步的工作模式下，此時內(nèi)存的等效頻率將高達(dá)DDR 600，這顯然是不可能的，為了順利超上300MHz外頻，我們可以在超頻前在主板BIOS中把內(nèi)存設(shè)置為DDR 333或DDR 266，在超上300MHz外頻之后，前者也不過才DDR 500(某些極品內(nèi)存可以達(dá)到)，而后者更是只有DDR 400(完全是正常的標(biāo)準(zhǔn)頻率)，由此可見，正確設(shè)置內(nèi)存異步模式有助于超頻成功。
說到處理器主頻，就要提到與之密切相關(guān)的兩個概念：倍頻與外頻，外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位也是MHz。外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度，而且目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運(yùn)行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi)存相連通，實(shí)現(xiàn)兩者間的同步運(yùn)行狀態(tài);倍頻即主頻與外頻之比的倍數(shù)。主頻、外頻、倍頻，其關(guān)系式：主頻=外頻×倍頻。早期的CPU并沒有“倍頻”這個概念，那時主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的。隨著技術(shù)的發(fā)展，CPU速度越來越快，內(nèi)存、硬盤等配件逐漸跟不上CPU的速度了，而倍頻的出現(xiàn)解決了這個問題，它可使內(nèi)存等部件仍然工作在相對較低的系統(tǒng)總線頻率下，而CPU的主頻可以通過倍頻來無限提升(理論上)。我們可以把外頻看作是機(jī)器內(nèi)的一條生產(chǎn)線，而倍頻則是生產(chǎn)線的條數(shù)，一臺機(jī)器生產(chǎn)速度的快慢(主頻)自然就是生產(chǎn)線的速度(外頻)乘以生產(chǎn)線的條數(shù)(倍頻)了?，F(xiàn)在的廠商基本上都已經(jīng)把倍頻鎖死，要超頻只有從外頻下手，通過倍頻與外頻的搭配來對主板的跳線或在BIOS中設(shè)置軟超頻，從而達(dá)到計算機(jī)總體性能的部分提升。所以在購買的時候要盡量注意CPU的外頻。
目前的主板芯片組幾乎都支持內(nèi)存異步，英特爾公司從810系列到目前較新的875系列都支持，而威盛公司則從693芯片組以后全部都提供了此功能。
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