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cpu主頻的參數和簡介

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cpu主頻的參數和簡介

  CPU的主頻,即CPU內核工作的時鐘頻率,那么你對cpu主頻了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關于什么是cpu主頻的內容,希望大家喜歡!

  cpu主頻的參數

  外頻也叫CPU外部頻率或基頻,計量單位為“MHz“。CPU的主頻與外頻有一定的比例(倍頻)關系,由于內存和設置在主板上的L2Cache的工作頻率與CPU外頻同步,所以使用外頻高的CPU組裝電腦,其整體性能比使用相同主頻但外頻低一級的CPU要高。這項參數關系試用于主板的選擇。

  倍頻系數是CPU主頻和外頻之間的比例關系,一般為:主頻=外頻*倍頻。Intel公司所有CPU(少數測試產品例外)的倍頻 通常已被鎖定(鎖頻),用戶無法用調整倍頻的方法來調整CPU的主頻,但仍然可以通過調整外頻為設置不同的主頻。AMD和其它公司的CPU未鎖頻。

  主頻和實際的運算速度存在一定的關系,但還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數值關系,因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(緩存、指令集,CPU的位數等等)。由于主頻并不直接代表運算速度,所以在一定情況下,很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象。比如AMD公司的AthlonFX系列CPU大多都能以較低的主頻,達到英特爾公司的Pentium 4系列CPU較高主頻的CPU性能,所以AthlonFX系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現的一個方面,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運算速度卻是至關重要的。舉個例子來說,假設某個CPU在一個時鐘周期內執(zhí)行一條運算指令,那么當CPU運行在100MHz主頻時,將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為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,自然運算速度也就快了一倍。只不過電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度,還與其它各分系統(tǒng)的運行情況有關,只有在提高主頻的同時,各分系統(tǒng)運行速度和各分系統(tǒng)之間的數據傳輸速度都能得到提高后,電腦整體的運行速度才能真正得到提高。

  提高CPU工作主頻主要受到生產工藝的限制。由于CPU是在半導體硅片上制造的,在硅片上的元件之間需要導線進行聯接,由于在高頻狀態(tài)下要求導線越細越短越好,這樣才能減小導線分布電容等雜散干擾以保證CPU運算正確。因此制造工藝的限制,是CPU主頻發(fā)展的最大障礙之一。

  CPU的性能

  一直以來,大多數人都將MHz、GHz作為衡量CPU頻率和性能的度量單位,以Intel、AMD為主的微處理器生產商都盡可能在這個單位面前占有相對的數字優(yōu)勢,以便占領更多的市場份額。蹺蹺板式你上我下的數字游戲,在2000年和2001年中不斷上演,后來,AMD采用了新標識的AMDAthlonXP處理器與IntelP4處理器再一次叫板,這時在大多數人捫的眼前出現了一個問號:CPU頻率是否等于性能?其實MHz、GHz只是作為頻率的度量單位,并不是性能的代名詞。看來我捫很有必要看看頻率和性能二者的相互關系。

  學過物理的朋友都知道頻率是單位時間內(按照國際單位制,一般以秒計算)所發(fā)生的次數,其單位為Hz,這樣我們也不難理解在CPU標識中MHz和GHz的含義了。以P41GHz為例,1G表示這款CPU能在1秒中內運算10的9次方,運算能力相當了得,但是這里面包括由于某些原因造成的錯誤運算,所以這個工作頻率并不能代表CPU的有效運算能力,也就更不能表示CPU的性能。但值得肯定的是主頻越高所產生的熱量也會增高,耗電量也增高。那么CPU的性能到底由什么來決定呢?其實,CPU的性能應該由主頻、管線架構或長度、功能單元數目、緩存設計四個方面決定,我們常將“管線架構或長度、功能單元數目、緩存設計”這三個方面統(tǒng)稱為CPU的架構,也就是說CPU的性能由CPU的主頻和CPU的架構這兩個方面來綜合決定。

  從以往CPU發(fā)展歷史來看,CPU頻率的增長帶來的是性能上量的增長,而架構的改變往往帶來其性能上質的飛躍,所以相對而言同樣的架構,主頻高低不同,CPU處理能力差別很小;而不同架構的CPU之間性能的差別就可能給人們帶來完全不同的體驗了。也正是CPU架構方面的原因才造成了很多同頻的AthlonXP比P4處理器更快這一現實,鑒于此,AMD采用了AthlonXPPR的命名方式。

  cpu的緩存

  緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取并送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取并送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以后對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。

  正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節(jié)省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待??偟膩碚f,CPU讀取數據的順序是先緩存后內存。

  cpu的二級緩存和三級緩存的大小,并不是衡量cpu的性能的唯一標準,還得看cpu的主頻,制程,比如說45納米的就比65納米的好,還要稍微注意一下它支持的指令集,還得看是誰的產品,二級緩存對于的產品來說很重要但二級緩存對于intel來說就不像AMD那么重要,因為intel除了有二級緩存之外還有三級緩存。

  要說主頻、二級緩存和三級緩存哪個更重要,這個問題完全還要看你使用電腦追求什么了,主要執(zhí)行什么任務。主頻高運算速度快,二級緩存(L2)和三級緩存(L3)起到內存和CPU之間的緩沖作用,緩解內存和CPU速度不匹配問題起到提高CPU執(zhí)行效率。所以大L2、L3在CPU長時間大量數據處理的時候效率會比較高。高主頻在短時間內少量數據的處理上會比較快,其實3項這都很重要,哪一項達不到一定標準都會出現瓶頸效應。
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