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cpu主频的参数和简介

时间: 谢君787 分享

cpu主频的参数和简介

  CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率,那么你对cpu主频了解多少呢?以下是由学习啦小编整理关于什么是cpu主频的内容,希望大家喜欢!

  cpu主频的参数

  外频也叫CPU外部频率或基频,计量单位为“MHz“。CPU的主频与外频有一定的比例(倍频)关系,由于内存和设置在主板上的L2Cache的工作频率与CPU外频同步,所以使用外频高的CPU组装电脑,其整体性能比使用相同主频但外频低一级的CPU要高。这项参数关系试用于主板的选择。

  倍频系数是CPU主频和外频之间的比例关系,一般为:主频=外频*倍频。Intel公司所有CPU(少数测试产品例外)的倍频 通常已被锁定(锁频),用户无法用调整倍频的方法来调整CPU的主频,但仍然可以通过调整外频为设置不同的主频。AMD和其它公司的CPU未锁频。

  主频和实际的运算速度存在一定的关系,但还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如AMD公司的AthlonFX系列CPU大多都能以较低的主频,达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonFX系列CPU才以PR值的方式来命名。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。

  CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。

  提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的,在硅片上的元件之间需要导线进行联接,由于在高频状态下要求导线越细越短越好,这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。因此制造工艺的限制,是CPU主频发展的最大障碍之一。

  CPU的性能

  一直以来,大多数人都将MHz、GHz作为衡量CPU频率和性能的度量单位,以Intel、AMD为主的微处理器生产商都尽可能在这个单位面前占有相对的数字优势,以便占领更多的市场份额。跷跷板式你上我下的数字游戏,在2000年和2001年中不断上演,后来,AMD采用了新标识的AMDAthlonXP处理器与IntelP4处理器再一次叫板,这时在大多数人扪的眼前出现了一个问号:CPU频率是否等于性能?其实MHz、GHz只是作为频率的度量单位,并不是性能的代名词。看来我扪很有必要看看频率和性能二者的相互关系。

  学过物理的朋友都知道频率是单位时间内(按照国际单位制,一般以秒计算)所发生的次数,其单位为Hz,这样我们也不难理解在CPU标识中MHz和GHz的含义了。以P41GHz为例,1G表示这款CPU能在1秒中内运算10的9次方,运算能力相当了得,但是这里面包括由于某些原因造成的错误运算,所以这个工作频率并不能代表CPU的有效运算能力,也就更不能表示CPU的性能。但值得肯定的是主频越高所产生的热量也会增高,耗电量也增高。那么CPU的性能到底由什么来决定呢?其实,CPU的性能应该由主频、管线架构或长度、功能单元数目、缓存设计四个方面决定,我们常将“管线架构或长度、功能单元数目、缓存设计”这三个方面统称为CPU的架构,也就是说CPU的性能由CPU的主频和CPU的架构这两个方面来综合决定。

  从以往CPU发展历史来看,CPU频率的增长带来的是性能上量的增长,而架构的改变往往带来其性能上质的飞跃,所以相对而言同样的架构,主频高低不同,CPU处理能力差别很小;而不同架构的CPU之间性能的差别就可能给人们带来完全不同的体验了。也正是CPU架构方面的原因才造成了很多同频的AthlonXP比P4处理器更快这一现实,鉴于此,AMD采用了AthlonXPPR的命名方式。

  cpu的缓存

  缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。

  正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高(大多数CPU可达90%左右),也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。

  cpu的二级缓存和三级缓存的大小,并不是衡量cpu的性能的唯一标准,还得看cpu的主频,制程,比如说45纳米的就比65纳米的好,还要稍微注意一下它支持的指令集,还得看是谁的产品,二级缓存对于的产品来说很重要但二级缓存对于intel来说就不像AMD那么重要,因为intel除了有二级缓存之外还有三级缓存。

  要说主频、二级缓存和三级缓存哪个更重要,这个问题完全还要看你使用电脑追求什么了,主要执行什么任务。主频高运算速度快,二级缓存(L2)和三级缓存(L3)起到内存和CPU之间的缓冲作用,缓解内存和CPU速度不匹配问题起到提高CPU执行效率。所以大L2、L3在CPU长时间大量数据处理的时候效率会比较高。高主频在短时间内少量数据的处理上会比较快,其实3项这都很重要,哪一项达不到一定标准都会出现瓶颈效应。
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