什么是CPU主頻
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,而單位時間內(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
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,而單位時間內(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,其標(biāo)準(zhǔn)計量單位是Hz(赫茲)。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。
CPU主頻的表示
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”。然而,CPU的主頻并不直接代表它的運行速度,實際上二者并沒有直接關(guān)系。主頻只是表示CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度,并不直接反映CPU的實際運算能力。
CPU主頻與運算速度的關(guān)系
主頻和實際的運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。CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面性能指標(biāo),例如緩存、指令集和CPU的位數(shù)等。因此,在一定情況下,可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算速度較低的現(xiàn)象。例如,AMD公司的AthlonXP系列CPU就以較低的主頻達到英特爾公司的Pentium 4系列CPU較高主頻的性能。
CPU主頻與整體運行速度
雖然CPU的主頻并不直接代表其整體性能,但提高主頻對于提高CPU運算速度仍然至關(guān)重要。例如,假設(shè)某個CPU在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條運算指令,那么當(dāng)CPU運行在100MHz主頻時,將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。這是因為100MHz的時鐘周期比50MHz的時鐘周期占用時間減少了一半,所以工作在100MHz主頻的CPU執(zhí)行一條運算指令所需時間僅為10納秒,比工作在50MHz主頻時的20納秒縮短了一半,自然運算速度也就快了一倍。
然而,電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度,還與其他各分系統(tǒng)的運行情況有關(guān)。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(shù)據(jù)傳輸速度都能得到提高時,電腦整體的運行速度才能真正得到提高。
CPU主頻發(fā)展的限制
提高CPU工作主頻受到制造工藝的限制。由于CPU是在半導(dǎo)體硅片上制造的,硅片上的元件之間需要導(dǎo)線進行聯(lián)接。在高頻狀態(tài)下,要求導(dǎo)線越細越短越好,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。
結(jié)論
綜上所述,CPU主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面,不代表CPU的整體性能。雖然提高主頻可以提高CPU運算速度,但整體的電腦運行速度還需考慮其他分系統(tǒng)的性能與數(shù)據(jù)傳輸速度。此外,CPU主頻發(fā)展受到制造工藝的限制。因此,在提升電腦性能時,需要綜合考慮主頻以及其他性能指標(biāo)。