什么是主频和睿频(cpu主频越高越好吗)

本文主要介绍了主频和涡轮频,并对主频和涡轮频做了详细的区分。

CPU的主频,也就是CPU内核的时钟速度。某某CPU是多少兆赫,这个兆赫就是“CPU的主频”。很多人以为CPU的主频是它的运行速度,其实不然。CPU主频表示CPU中数字脉冲信号振荡的速度,与CPU的实际计算能力没有直接关系。因为主频并不能直接代表运算速度,所以在某些情况下,很可能主频越高的CPU实际运算速度就越低。

CPU的主频是随着技术进步和市场需求的提高而不断提高的,但是外部设备所能承受的频率极限是无法和CPU内核相比的,于是就产生了外频的概念。一般来说,我们能看到的标准外频有100MHz,133MHz,甚至高于166MHz,还有200MHz的高外频。CPU的工作频率(主频)包括外频和倍频两部分,两者的乘积就是主频。倍频的全称是倍频系数。CPU的主频和外部频率有一个比值关系,这个比值就是倍频系数,简称倍频。倍频可以从1.5到23甚至更高,以0.5为间隔单位。外频和倍频的乘积就是主频(主频=外频倍频),所以任何改进都可以提高CPU的主频。

我们知道,电脑有很多配件,不同的配件速度不同。286、386及早期486电脑中,CPU的速度不算太高,和内存保持同速。后来随着CPU速度的快速提升,内存因为电气结构的原因无法像CPU一样快速提升(即使内存达到400或者533,也和CPU几个G的速度完全不是一个级别的),导致内存和CPU的速度差。在486之前,CPU的主频还处于一个较低的阶段,CPU的主频一般与外频相当。但486出现后,由于CPU工作频率的不断提高,PC的一些其他设备(如插卡、硬盘等。)受限于技术,无法承受更高的频率,从而限制了CPU频率的进一步提升。于是倍频技术出现了,它可以使CPU内部工作频率变成外部频率的倍数,从而通过增加倍频来提高主频。倍频技术是让外部设备工作在更低的外部频率,CPU的主频是外部频率的倍数。

奔腾时代,CPU的外接频率一般是60/66MHz。从奔腾350开始,CPU的外接频率提高到100MHz,CPU的外接频率已经达到200MHz。一般情况下,外接频率和内存总线的频率是相同的,所以当CPU的外接频率提高时,与内存的交换速度也相应提高,对提高电脑的整体运行速度影响很大。

CPU主频、外频、FSB频率的单位是Hz,通常是MHz、GHz。应当注意,外部频率不应与FSB频率混淆。我们经常可以在IT媒体上看到一些外频800MHz、533MHz的词汇,但这些其实是把外频和FSB混淆了。比如奔腾4处理器的外接频率目前是100MHz和133MHz。因为英特尔使用四倍传输技术,它受益于奔腾4处理器的四倍数据速率(QDR)总线。该技术可以使系统总线在一个时钟周期内传输数据4次,即传输效率是原来的4倍,相当于用4条原来的前端总线连接内存。当外部频率仍为133MHZ(如P4诺斯伍德处理器)时,前端总线的速度增加四倍,达到1334=533MHZ。当外部频率上升到200MHZ时,前端总线变成800MHZ,所以你会看到533前端总线的P4和800前端总线的P4。事情就是这样发生的。他们的实际对外频率只有133和200。即FSB=CPU外部频率 4。基于同样的原理,AMD Athlon 64处理器也将支持800MHz前端总线频率,外部频率为200MHz。但对于AMD速龙XP处理器,由于其前端总线采用DDR(Double data Rate,双倍数据速率),其前端总线频率是外部频率的两倍,所以外部频率为200MHz的速龙XP处理器的前端总线频率为400MHz。对于早期的处理器,如奔腾III,其外部频率和前端总线频率是相等的。

前端总线

前端总线的速度是指CPU和北桥芯片之间的总线速度,更实质的代表了CPU和外界之间数据传输的速度。外部频率的概念是基于数字脉冲信号的振荡速度,也就是说100MHz的外部频率意味着数字脉冲信号每秒振荡1亿次,更多的是影响PCI等总线的频率。前侧总线和外频这两个概念容易混淆的主要原因是,在过去很长一段时间内(主要是奔腾4出现之前和出现的时候),前侧总线的频率和外频是一样的,所以往往直接称为外频,最终造成了这样的误解。随着计算机技术的发展,人们发现前端总线的频率需要高于外部频率,于是采用QDR(Quad data Rate,四倍数据速率)技术或其他类似技术来实现这一目标。这些技术的原理类似于AGP的2X或4X,它们使得前端总线的频率是外部频率的两倍、四倍甚至更高。从此,人们开始关注前端总线和外部频率的区别。

FSB是连接CPU和北桥芯片的总线,也是CPU与外界交换数据的主要通道。因此,前端总线的数据传输能力对整机的性能影响很大。数据传输的最大带宽取决于同时传输的所有数据的宽度和传输频率,即数据带宽=总线频率数据位宽度8。比如Intel的P333使用的是6 6MHz的前端总线,所以它和内存之间数据交换的带宽是528MB/s=(6664)/8,而它的P350使用的是100MHz的前端总线,所以数据交换的峰值带宽是800MB/s=(10064)/8。比如Intel 845芯片组只支持单通道DDR333内存,所以理论上最大内存带宽是333MHz8Bytes(数据宽度)=2.7GB/s,而Intel 875平台双通道下最大内存带宽是400MHz8Bytes(数据宽度) 2=6.4 GB/s,PC常用的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz。

外部频率

说到外频,顺便说一下PCI工作频率。电脑的很多部分,如硬盘、声卡等,都是PCI总线的形式,工作在33MHz的标准工作频率下。PCI总线频率不是固定的,而是取决于系统总线速度,即外部频率。当外部频率为66MHz时,主板通过分频技术使PCI设备保持33MHz的工作频率;当外部频率提高到100MHz时,三分频技术可以使PCI设备的工作频率保持在标准范围内。在四分频和五分频的主板上,当外接频率为133MHz和166MHz时,PCI设备也可以工作在33MHz。但如果将外部频率固定在75MHz、83MHz以下,而不是上述标准频率,PCI总线就只能使用二分频技术,这样PCI系统的工作频率就是37.5MHz甚至41.5MHz,这样一来,很多零部件所有者就必须在非额定频率下工作,能否正常工作就要看产品本身的质量了。在这一点上,硬盘能不能撑得住是最关键的,因为PCI总线升级后,硬盘和CPU之间的数据交换速度增加,容易导致读写异常,导致死机。

外部频率高对系统的影响有两面性,有利因素可以归纳为两个方面:一是提高CPU乃至整个系统的执行效率,二是增加系统可以获得的内存带宽。两者带来的最终结果自然是整体性能明显提升。

所以从上面我们可以看出,外部频率对系统性能起着决定性的作用:CPU的主频由倍频和外部频率合成决定,前端总线的频率根据采用的传输技术由外部频率决定,主板的PCI频率由外部频率和分频倍数决定,内存子系统的数据带宽也由外部频率决定。

高外部频率系统需要足够的存储器带宽来满足系统需求。理论上,前端总线和内存规格的同步是内存系统最高效的工作模式。为了充分发挥200MHz外频的性能,内存带宽必须与外频和前端总线相匹配,否则内存将成为系统的瓶颈。起初,英特尔采用DDR内存,并不是因为性能,而是因为RDRAM内存的价格太贵,用户无法接受。在主流市场,英特尔提供的内存规格已经无法满足处理器带宽的需求,总给人落伍的感觉。只有在高端平台上,双通道DDR和双通道RDRAM内存才刚刚好。

当外接频率为200MHz时,前端总线达到800MHz时,带宽也会提升到6.4GB/s,双通道DDR400可以解决匹配问题,双通道DDR400的内存带宽会达到6.4gb/s,刚好可以满足需求。对于速龙XP,前端总线400MHz时带宽为3.2GB/s,单通道DDR400的内存带宽为3.2GB/s,也能满足系统要求。所以DDR400在未来会很受欢迎。这就是英特尔支持DDR400的原因。

200MHz外频,800MHz前端总线,双通道DDR400,将PC的系统性能推上了一个新的台阶,极大地满足了未来的需求,有相当大的提升空间。

睿频加速(Turbo Boost)是指当一个正在运行的程序启动时,处理器会自动加速到一个合适的频率,而原来的运行速度会提高10%~20%,以保证程序的流畅运行。

处理复杂应用时,处理器可自动提高运行频率加快速度,轻松进行性能要求更高的多任务处理;在切换任务时,如果只有内存和硬盘在做主要的工作,处理器会立刻进入省电状态。这样既保证了能量的有效利用,又大大提高了程序速度。通过智能加速处理器,可以根据应用需求最大化性能,对于高负载任务,运行频率最高可提升20%,以获得最佳性能,即可以有效提升性能,满足高工作负载的应用需求。通过为人工智能、物理模拟和渲染需求分配多线程,用户可以拥有更流畅、更真实的游戏体验。同时,英特尔高级智能高速缓存提供了更高性能和效率的高速缓存子系统,进一步优化了多线程应用的性能。

cpu频率越高越好。多核还是主频?

先说多核和主频的关系和区别。尤其是很多小伙伴并不清楚自己到底需要什么,所以还是解释了对性能影响最大的两个方向。

先说游戏需求。一般来说,游戏双核调用多,多核少。因为游戏需要最简单粗暴的计算工作,所以多核在这方面有点用不上。也就是说,多核CPU在玩游戏的时候,很多核处于半空闲状态,利用率不高。哦,边肖想提醒大家,所谓多核边肖是指4核以上(含)的CPU。

对了,Turbo Boost技术提升频率的时候,并不是所有的核心都能达到最高值。睿频在提升频率的时候,根据不同的CPU有不同的方式方法。在最高核心频率状态下,只有单核能达到最高值,而在双核核心核心频率状态下,低于最高核心频率(一般为100MHz)或相同;第三、四核处于turbo状态时,最高turbo值基本下降100MHz。原因很简单。提高单核频率对于更依赖CPU频率的游戏是有帮助的。

其实从CPU的多线程技术就能看出这个端倪。——多线程的延续,无非是继续压榨单个CPU核的处理器能力,让工作任务完全填满CPU负载。不然为什么多核心不做进一步优化,反而回去在多核处理器上的单核处理能力上做文章?边肖在书中已经说过了,这里就不多说了。然后就是工作的需求,尤其是设计工作。多核比高频重要得多。多核多线程并行处理对于设计工作非常重要,尤其是渲染,频率次之。当然,这需要更快更大的缓存(甚至是缓存工作的机制)来帮助CPU临时存储大量的运算数据。简单来说,这类应用需要追求精细的计算,不像游戏那么简单粗暴,“多人合作”是最好的处理器方法。

某种程度上,多核处理器也可以覆盖很多面向游戏的需求。毕竟自己的频率还不错。比如7700K这样的处理器,单线程性能很强,多核能力也是数一数二的。还有锐龙1700X、Ryzen1800X等处理器,以错位竞争的形式将多核多线程分散到中高端播放器市场(专业市场更需要多核多线程);然后是专业应用的CPU,比如英特尔即将推出的i9系列处理器。多核多线程更符合专业应用的要求。

结论:对主频和turbo频率的介绍到此为止。如有不足之处,请指正。

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