什么是CPU的时钟频率

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解析:

主频，也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。一般说来，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。至于外频就是系统总线的工作频率；而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。用公式表示就是：主频=外频×倍频。

“频率”是大家很常见到的一个技术参数，在很多地方，尤其是硬件的介绍中，都会用到它。频率是衡量系统运行速度的一个重要指标频率高，说明系统运行速度快，但不同设备有不同频率，请看下面的文字介绍。

在主板上有一个长方形、用金属包裹的晶振元件，当主板加电后它就会发生电磁震荡，产生一个高频电子脉冲信号。但这些脉冲还不够精确，与电脑需要的频率还不匹配，因此还需要将这些原始频率输入到晶振元件附近的时钟频率发生器芯片，对原始频率进行整形、分频，然后变为计算机需要时各种总线工作频率。计算机当中的总线采用分层结构，运行频率逐级降低。第一级为CPU与北桥芯片的数据传输通道，即系统前端总线频率；第二级为内存与北桥芯片的数据传输通道，即内存总线频率；第三级是AGP显卡与北桥芯片的数据传输通道，即AGP总线频率；第四级是PCI、ISA设备与南桥芯片的数据传输通道，即PCI总线频率。

CPU主频率也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。用公式表示就是：主频=外频×倍频。其中，外频就是总线时钟频率；而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。

一般说来，一个始终周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。但CPU主频的高低可以决定电脑的档次和价格水平。

以Pentium 4 20为例，它的工作主频为20GHz，这说明，每秒钟它会产生20亿个时钟脉冲信号，每个时钟信号周期为05ns。而Pentium 4 CPU有4条流水线运算单元，如果负载均匀的话，CPU在1个时钟周期内可以进行4个二进制加法运算。这就意味着该Pentium 4 CPU每秒钟可以执行80亿条二进制加法运算。但如此惊人的预算速度不能完全为用户服务，电脑硬件和 *** 作系统本身还要消耗CPU的资源。Q#xtd_

但AMD的Athlon XP处理器采用了PR标称方式，AMD公开的266MHz前端总线频率的Athlon XP处理器标称频率和实际频率的转换公式如下：

标称频率=3×实际频率/2-500/

实际频率=2×标称频率/3+333H1

例如，Athlon XP 2100+的实际频率为1733MHz=2×2100/3+333。

前端总线(Front Side Bus,FSB)是连接CPU和北桥芯片之间的线路。在Pentium 4以前，系统前端总线频率和CPU外频是相同的。而对于Pentium 4和Athlon处理器就不同了。

Pentium 4处理器采用类似AGP 4×工作原理的四倍数据传输模式的技术。例如Pentium 4 306GHz是采用133MHz外频，那么它的前端总线频率就是533MHz=133×4(注：硬件里有一些比较固定的标准数据，尤其在频率和容量上，这些带有标准意义的数据有时候并不是那么的精确的，比如这里133×4=532，但你在哪里看介绍都不会有532MHz这个数字的，而是533，就是这个道理，其实频率本身并不是特别的精确的，比如Pentium 4 24BGHz这款处理器，在正常状态下使用时，会发现，其实际工作频率并不是240GHz，而是241GHz，这是由于其外频已经达到13395MHz的缘故，所以533那样的频率其实表示的是一种标准，或说是一个档次，用以和其他标准或档次区分的，不完全具有其数字本身的含义，这一点，大家不要见怪啊)。

同样，在AMD Athlon(中文称作速龙)、Athlon XP、Duron(中文称作毒龙)系列处理器上，是使用了一种可以在脉冲信号上下沿都进行数据传输的技术，AMD称其为“双倍前端总线”。例如AMD Athlon 900采用100MHz外频，其前端总线却是200MHz。

现在使用的内存主要有PC133 SDRAM、DDR266/333/400 DDR SDRAM(又称PC2400/2700/3200 DDR SDRAM)、PC800 RDRAM等几种类型。我应当注意内存时钟频率和内存总线频率的区别。内存时钟频率对整个系统性能来说很重要，内存时钟频率指内存工作时的频率，一般等同于总线时钟频率；而内存总线频率指内存中数据传输的频率。

例如，PC133 SDRAM的内存时钟频率为133MHz，它只能在时钟脉冲的上升沿传输数据，也就是说在一个时钟周期内只能传输1个数据，数据存取周期约为7ns，因此PC133 SDRAM内存总线频率也是133MHz；DDR SDRAM内存能够在时钟脉冲的上升沿和下降沿同时传输数据，因此DDR SDRAM在一个时钟周期内能够传输2个数据，当内存时钟频率为133MHz时，内存总线频率为266MHz，数据存取周期约为3ns；PC800 RDRAM内存时钟频率为400MHz，时钟上升沿和下降沿都可以用来传输数据，如果采用双通道内存总线时，内存总线频率达到800MHz。(多说一句题外话，DDR SDRAM的标注比其他的稍微乱一些，既有DDR400这样的标注，也有PC3200这样的标注，其实它们是一样的，不同之处在于，前者标注时用的是内存总线频率，而后者标注时用的是内存总线带宽，即DDR400内存的带宽为3200MB/s，但PC133和PC800标注的仍然是总线频率)

AGP(Accelerated Graphics Port，图形加速接口)接口是一种专用于处理器和显卡之间高速连接的新型总线，就像当图形界面 *** 作系统的普及导致ISA显卡的带宽成为瓶颈一样，当基于3D图形的一些要求高显示性能的应用成为一种趋势的时候，PCI显卡的带宽不可避免地开始显得捉襟见肘。这里也要向大家介绍AGP时钟频率和AGP总线频率的区别。

AGP的位宽和PCI一样是32位，但AGP时钟频率是PCI的2倍(即66MHz)。它是通过主板的分频技术实现的。由此，我们也可以知道AGP时钟频率并不是固定的，而是取决于总线时钟频率，也就是CPU外频。当总线时钟频率为66MHz、100MHz、133MHz时，主板会通过分频技术令AGP时钟频率保持在66MHz，而当外频提高到非标准频率时，比如125MHz，AGP时钟频率将工作在833MHz。

AGP总线频率也是基于AGP时钟频率，它是随着AGP的不同规范而改变。在AGP 1×下，AGP总线频率和AGP时钟频率均为66MHz；AGP 2×是采用类似DDR的两倍频传输技术，所以AGP 2×的总线频率达到133MHz，而AGP时钟频率还是66MHz；AGP 4×是采用QDR(Quad Data Rate)的四倍频传输技术，所以AGP 4×的总线频率达到266MHz，而AGP时钟频率还是66MHz；AGP 8×是采用ODR(Octal Data Rate)的八倍频传输技术，所以AGP 8×的总线频率达到533MHz，而AGP时钟频率依然是66MHz。可见，AGP时钟频率的标准一直都没有变，为66MHz，而据说，下一代AGP的标准，改变的就是AGP时钟频率。

计算机当中的PCI声卡、PCI网卡，还有IDE硬盘、IDE光驱都是在PCI总线下工作。PCI总线频率和PCI时钟频率均为33MHz，它也是通过主板的分频技术实现的。当总线频率为66MHz、100MHz、133MHz时，主板会通过分频技术令PCI总线保持33MHz的工作频率，而当外频提高到非标准频率时，如125MHz，PCI总线将工作在416MHz的工作频率。这样一来，许多部件必须工作在非额定频率之下，是否能正常运作则要取决于产品本身的质量了。此时，硬盘能否撑得住是最关键的，因为PCI总线频率提升后，硬盘与CPU的数据交换速度加快，极有可能导致读写不正常，从而产生死机现象。反过来说，若是所有设备都没问题，那么更高的PCI总线频率可以很明显地提高系统运行速度。

在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。频率在数学表达式中用“f”表示，其相应的单位有：Hz（赫）、kHz（千赫）、MHz（兆赫）、GHz（吉赫）。其中1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是：s（秒）、ms（毫秒）、μs（微秒）、ns（纳秒），其中：1s=1000ms，1 ms=1000μs，1μs=1000ns。

CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度，其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但目前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AthlonXP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AthlonXP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。

一个时钟周期是多少时间，取决于CPU的主频。

如CPU主频为30GHZ，则一个时钟周期 = 1 / 3GHZ = 1 / 310^9HZ ≈ 033 10^-9 秒。

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问题描述:

比如外频，倍频什么的。能够解释得详细点吗~

解析:

就是外频和倍频

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外频：

外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率，单位是MHz（兆赫兹）。在早期的电脑中，内存与主板之间的同步运行的速度等于外频，在这种方式下，可以理解为CPU外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。对于目前的计算机系统来说，两者完全可以不相同，但是外频的意义仍然存在，计算机系统中大多数的频率都是在外频的基础上，乘以一定的倍数来实现，这个倍数可以是大于1的，也可以是小于1的。

说到处理器外频，就要提到与之密切相关的两个概念：倍频与主频，主频就是CPU的时钟频率；倍频即主频与外频之比的倍数。主频、外频、倍频，其关系式：主频＝外频×倍频。

在486之前，CPU的主频还处于一个较低的阶段，CPU的主频一般都等于外频。而在486出现以后，由于CPU工作频率不断提高，而PC机的一些其他设备（如插卡、硬盘等）却受到工艺的限制，不能承受更高的频率，因此限制了CPU频率的进一步提高。因此出现了倍频技术，该技术能够使CPU内部工作频率变为外部频率的倍数，从而通过提升倍频而达到提升主频的目的。倍频技术就是使外部设备可以工作在一个较低外频上，而CPU主频是外频的倍数。

在Pentium时代，CPU的外频一般是60/66MHz，从Pentium Ⅱ 350开始，CPU外频提高到100MHz，目前CPU外频已经达到了200MHz。由于正常情况下外频和内存总线频率相同，所以当CPU外频提高后，与内存之间的交换速度也相应得到了提高，对提高电脑整体运行速度影响较大。

外频与前端总线（FSB）频率很容易被混为一谈。前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X，它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。

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倍频：

CPU的倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。理论上倍频是从15一直到无限的，但需要注意的是，倍频是以05为一个间隔单位。外频与倍频相乘就是主频，所以其中任何一项提高都可以使CPU的主频上升。

原先并没有倍频概念，CPU的主频和系统总线的速度是一样的，但CPU的速度越来越快，倍频技术也就应允而生。它可使系统总线工作在相对较低的频率上，而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为：主频 = 外频 x 倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。

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