CPU主頻知識(shí)詳細(xì)介紹
你對(duì)CPU了解多少呢?對(duì)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(hào)是一個(gè)按一定電壓幅度，一定時(shí)間間隔連續(xù)發(fā)出的脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，稱為周期;而將在單位時(shí)間(如 1 秒)內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)稱為頻率。頻率是描述周期性循環(huán)信號(hào)(包括脈沖信號(hào))在單位時(shí)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(shí)鐘，就是一個(gè)典型的頻率相當(dāng)精確和穩(wěn)定的脈沖信號(hào)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(hào)周期的時(shí)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(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說(shuō)的某某 CPU 是多少兆赫的，而這個(gè)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(hào)震蕩的速度，與 CPU 實(shí)際的運(yùn)算能力并沒(méi)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(méi)有一個(gè)確定的公式能夠定量?jī)烧叩臄?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(huì)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(lái)命名。因此，主頻僅是 CPU 性能表現(xiàn)的一個(gè)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(duì)于提高 CPU 運(yùn)算速度卻是至關(guān)重要的。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，假設(shè)某個(gè) CPU 在一個(gè)時(shí)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(shí)，將比它運(yùn)行在 50MHz 主頻時(shí)速度快一倍。因?yàn)?100MHz 的時(shí)鐘周期比 50MHz 的時(shí)鐘周期占用時(shí)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(shí)間僅為 10ns，比工作在 50MHz 主頻時(shí)的 20ns 縮短了一半，自然運(yùn)算速度也就快了一倍。只不過(guò)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(shí)，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(shí)，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(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說(shuō)的某某CPU是多少兆赫的，而這個(gè)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(hào)震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力并沒(méi)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(huì)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(hào)是一個(gè)按一定電壓幅度，一定時(shí)間間隔連續(xù)發(fā)出的模擬信號(hào)。脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔稱為周期;而將在單位時(shí)間(如1秒)內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)稱為頻率。頻率是描述周期性循環(huán)信號(hào)(包主頻括脈沖信號(hào))在單位時(shí)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(shí)鐘就是一個(gè)典型的頻率相當(dāng)精確和穩(wěn)定的脈沖信號(hào)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(hào)周期的時(shí)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(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說(shuō)的某某CPU是多少兆赫的，而這個(gè)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(hào)震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力并沒(méi)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(méi)有一個(gè)確定的公式能夠定量?jī)烧叩臄?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(huì)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(lái)命名。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個(gè)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(duì)于提高CPU運(yùn)算速度卻是至關(guān)重要的。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，假設(shè)某個(gè)CPU在一個(gè)時(shí)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(shí)，將比它運(yùn)行在50MHz主頻時(shí)速度快一倍。因?yàn)?00MHz的時(shí)鐘周期比50MHz的時(shí)鐘周期占用時(shí)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(shí)間僅為10ns比工作在50MHz主頻時(shí)的20ns縮短了一半，自然運(yùn)算速度也就快了一倍。只不過(guò)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(shí)，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(lái)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(lái)計(jì)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(jì)算，如高端企業(yè)需求的主頻≥2.4GHz。
大家知道，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘速度是以頻率來(lái)衡量的。晶體振蕩器控制著時(shí)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(dòng)起來(lái)，這一震動(dòng)可以通過(guò)晶片的形變和大小記錄下來(lái)。晶體的震動(dòng)以正弦調(diào)和變化的電流的形式表現(xiàn)出來(lái)，這一變化的電流就是時(shí)鐘信號(hào)。而內(nèi)存本身并不具備晶體振蕩器，因此內(nèi)存工作時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)是由主板芯片組的北橋或直接由主板的時(shí)鐘發(fā)生器提供的，也就是說(shuō)內(nèi)存無(wú)法決定自身的工作頻率，其實(shí)際工作頻率是由主板來(lái)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(gè)時(shí)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(shí)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(jiǎn)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(shí)其CPU外頻133MHz與DDR 400的工作頻率200MHz已經(jīng)相差66MHz了)，只不過(guò)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(shí)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(shí)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(guò)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(shuō)到處理器主頻，就要提到與之密切相關(guān)的兩個(gè)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(méi)有“倍頻”這個(gè)概念，那時(shí)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(lái)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(gè)問(wèn)題，它可使內(nèi)存等部件仍然工作在相對(duì)較低的系統(tǒng)總線頻率下，而CPU的主頻可以通過(guò)倍頻來(lái)無(wú)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(tái)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(guò)倍頻與外頻的搭配來(lái)對(duì)主板的跳線或在BIOS中設(shè)置軟超頻，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)總體性能的部分提升。所以在購(gòu)買的時(shí)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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