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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

简介

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模拟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=1000MHz1MHz=1000kHz1kHz=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
AMD FX4170CPU默认主频4.2G史上最高

AMD FX4170CPU默认主频4.2G史上最高

其中1s=1000ms1 ms=1000μs1μs=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
较为主流的内存频率是667MHz和800MHz的DDR2内存以及1333MHz的DDR3内存较为高端的以GHz计算如高端企业需求的主频≥2.4GHz
说到处理器主频就要提到与之密切相关的两个概念倍频与外频外频是CPU的基准频率单位也是MHz外频是CPU与主板之间同步运行的速度而且绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度在这种方式下可以理解为CPU的外频直接与内存相连通实现两者间的同步运行状态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×倍频早期的CPU并没有倍频这个概念那时主频和系统总线的速度是一样的随着技术的发展CPU速度越来越快内存硬盘等配件逐渐跟不上CPU的速度了而倍频的出现解决了这个问题它可使内存等部件仍然工作在相对较低的系统总线频率下而CPU的主频可以通过倍频来无限提升理论上我们可以把外频看作是机器内的一条生产线而倍频则是生产线的条数一台机器生产速度的快慢主频自然就是生产线的速度外频乘以生产线的条数倍频了厂商基本上都已经把倍频锁死要超频只有从外频下手通过倍频与外频的搭配来对主板的跳线或在BIOS中设置软超频从而达到计算机总体性能的部分提升所以在购买的时候要尽量注意CPU的外频
威盛公司则从693芯片组以后全部都提供了此功能

相关参数

外频也叫CPU外部频率或基频计量单位为MHzCPU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
网友的最佳解决办法
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最简单的办法就是开机按pause break此时由于是系统开机自检就可以看出BIOS里的CPU频率了!
CrystalCPUID软件看这是一款处理器信息检测超频工具和WCPUID功能基本相同但是CrystalCPUID对处理器支持的范围更广CrystalCPUID支持几乎所有类型的处理器检测最特别的是CrystalCPUID具备完整的处理器及系统资讯

关系

CPU的主频随着技术进步和市场需求的提升而不断提高但外部设备所能承受的频率极限与CPU核心无法相提并论于是外频的概念产生了一般说来我们能见到的标准外频有100MHz133MHz甚至更高的166MHz又有了200MHz的高外频CPU的工作频率主频包括两部分外频与倍频两者的乘积就是主频倍频的全称为倍频系数CPU的主频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倍频可以从1.5一直到23以至更高以0.5为一个间隔单位外频与倍频相乘就是主频主频=外频×倍频所以其中任何一项提高都可以使CPU的主频上升
我们知道电脑有许多配件配件不同速度也就不同在286386和早期的486电脑里CPU的速度不是太高和内存保持一样的速度后来随着CPU速度的飞速提升内存由于电气结构关系无法象CPU那样提升很高的速度就算内存达到400533但跟CPU的几个G的速度相比根本就不是一个级别的于是造成了内存和CPU之间出现了速度差异在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 Ⅱ350开始CPU外频提高到100MHzCPU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
CPU主频外频和前端总线FSB频率的单位都是Hz通常是以MHz和GHz作为计量单位需要注意的是不要将外频和FSB频率混为一谈我们时常在IT媒体上可以看见一些外频800MHz533MHz的词语其实这些是把外频和FSB给混淆了例如Pentium 4处理器的外频目前有100MHz和133MHz两种由于Intel使用了四倍传输技术受益于Pentium4处理器的四倍数据传输QDRQuad data Rate总线该技术可以使系统总线在一个时钟周期内传送4次数据也就是传输效率是原来的4倍相当于用了4条原来的前端总线来和内存发生联系在外频仍然是133MHZ如P4 Northwood处理器的时候前端总线的速度增加4倍变成了133×4=533MHZ当外频升到200MHZ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就是这样来的他们的实际外频只有133和200即FSB=CPU外频×4AMD Athlon 64处理器基于同样的道理也将会以200MHz外频支持800MHz的前端总线频率但是对于AMD Athlon XP处理器因其前端总线使用双倍数据传输技术DDRDouble Date Rate它的前端总线频率为外频的两倍所以外频200MHz的Athlon XP处理器的前端总线频率为400MHz对于早期的处理器如Pentium III其外频和前端总线频率是相等的
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QDRQuad 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
FSB是将CPU连接到北桥芯片的总线也是CPU和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性能影响很大数据传输最大带宽取决于所有同时传输数据的宽度和传输频率即数据带宽=总线频率×数据位宽÷8例如Intel公司的PⅡ333使用6 6MHz的前端总线所以它与内存之间的数据交换带宽为528MB/s =66×64/8而其PⅡ350则使用100MHz的前端总线所以其数据交换峰值带宽为800MB/s=100×64/8再比如Intel 845芯片组只支持单通道DDR333内存所以理论最高内存带宽为333MHz×8Bytes数据宽度=2.7GB/s而Intel 875平台在双通道下的内存带宽最高可达400MHz×8Bytes数据宽度×2=6.4GB/sPC机常用的前端总线频率有266MHz333MHz400MHz533MHz800MHz1066MHz几种
提到外频我们就顺便再说一下PCI工作频率电脑上的硬盘声卡等许多部件都是采用PCI总线形式并且工作在33MHz的标准工作频率之下PCI总线频率并不是固定的而是取决于系统总线速度也就是外频当外频为66MHz时主板通过二分频技术令PCI设备保持33MHz的工作频率而当外频提高到100MHz时三分频技术一样可以令PCI设备的工作频率不超标在采用四分频五分频技术的主板上当外频为133MHz166MHz时同样可以让PCI设备工作在33MHz但是如果外频并没有采用上述标准频率而是定格如75MHz83MHz之下则PCI总线依然只能用二分频技术从而令PCI系统的工作频率为37.5MHz甚至是41.5MHz这样一来许多部件主必须工作在非额定频率之下是否能够正常运作就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总线提升后硬盘与CPU的数据交换速度增加极有可能导致读写不正常从而产生死机
高外频对系统的影响呈两面性有利因素可归结为两个一是提升CPU乃至整体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
因此从上面我们可以看出外频对系统性能起着决定性的作用CPU的主频由倍频和外频综合决定前端总线频率根据采用的传输技术由外频来决定主板的PCI频率由外频和分频倍数决定内存子系统的数据带宽也受外频决定
高外频系统需要有足够的内存带宽满足系统需要理论而言前端总线与内存规格同步是最有效率的内存系统工作模式要想充分发挥200MHz外频的性能内存带宽就要与外频前端总线相匹配否则内存就会成为系统瓶颈起初英特尔之所以采用DDR内存并不是看重了DDR的性能而是因为RDRAM内存的价格过于昂贵用户无法接受在主流市场上英特尔所提供的内存规格一直无法满足处理器带宽的需要始终给人以落后一步的感觉只是在高端平台上双通道DDR和双通道RDRAM内存才刚好够用
当外频为200MHz时前端总线达到800MHz后带宽也随之提高到6.4GB/s采用双通道DDR400可以解决匹配问题双通道DDR400的内存带宽将达到6.4GB/s刚好可以满足需要对于Athlon XP来说因其前端总线为400MHz时带宽为3.2GB/s单通道DDR400内存带宽为3.2GB/s也可以满足系统需求因此在未来的时间里DDR400将会大行其道这也是为什么英特尔转而支持DDR400的原因所在
200MHz的外频800MHz的前端总线及配合双通道DDR400将PC的系统性能推到了一个新的台级并且极大地满足未来的需要而且还具有相当大的升级空间

内存主频

内存主频和CPU主频一样习惯上被用来表示内存的速度它代表着该内存所能达到的最高工作频率内存主频是以MHz兆赫为单位来计量的内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作较为主流的内存频率室333MHz和400MHz的DDR内存以及533MHz和667MHz的DDR2内存
大家知道计算机系统的时钟速度是以频率来衡量的晶体振荡器控制着时钟速度在石英晶片上加上电压其就以正弦波的形式震动起来这一震动可以通过晶片的形变和大小记录下来晶体的震动以正弦调和变化的电流的形式表现出来这一变化的电流就是时钟信号而内存本身并不具备晶体振荡器因此内存工作时的时钟信号是由主板芯片组的北桥或直接由主板的时钟发生器提供的也就是说内存无法决定自身的工作频率其实际工作频率是由主板来决定的
DDR内存和DDR2内存和DDR3的内存的频率可以用工作频率和等效频率两种方式表示工作频率是内存颗粒实际的工作频率但是由于DDR内存可以在脉冲的上升和下降沿都传输数据因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍而DDR2内存和DDR3内存每个时钟能够以四倍于工作频率的速度读/写数据因此传输数据的等效频率是工作频率的四倍例如DDR 200/266/333/400的工作频率分别是100/133/166/200MHz而等效频率分别是200/266/333/400MHzDDR2 400/533/667/800的工作频率分别是100/133/166/200MHz而等效频率分别是400/533/667/800MHzDDR31066/1333/1600/1800/2000的工作频率分别是266/333/400/450/500MHZ而等效频率分别是1066/1333/1600/1800/2000MHZ
内存异步工作模式包含多种意义在广义上凡是内存工作频率与CPU的外频不一致时都可以称为内存异步工作模式首先最早的内存异步工作模式出现在早期的主板芯片组中可以使内存工作在比CPU外频高33MHz或者低33MHz的模式下(注意只是简单相差33MHz)从而可以提高系统内存性能或者使老内存继续发挥余热其次在正常的工作模式(CPU不超频)下不少主板芯片组也支持内存异步工作模式例如Intel 910GL芯片组仅仅只支持533MHz FSB即133MHz的CPU外频但却可以搭配工作频率为133MHz的DDR 266工作频率为166MHz的DDR 333和工作频率为200MHz的DDR 400正常工作(注意此时其CPU外频133MHz与DDR 400的工作频率200MHz已经相差66MHz了)只不过搭配不同的内存其性能有差异罢了再次在CPU超频的情况下为了不使内存拖CPU超频能力的后腿此时可以调低内存的工作频率以便于超频例如AMD的Socket 939接口的Opteron 144非常容易超频不少产品的外频都可以轻松超上300MHz而此如果在内存同步的工作模式下此时内存的等效频率将高达DDR 600这显然是不可能的为了顺利超上300MHz外频我们可以在超频前在主板BIOS中把内存设置为DDR 333或DDR 266在超上300MHz外频之后前者也不过才DDR 500(某些极品内存可以达到)而后者更是只有DDR 400(完全是正常的标准频率)由此可见正确设置内存异步模式有助于超频成功
主板芯片组几乎都支持内存异步英特尔公司从810系列到较新的875系列都支持而威盛公司则从693芯片组以后全部都提供了此功能在
外频内存频率与CPU的前端总线的关系
在以前P3的时候133的外频内存的频率就是133CPU的前端总线也是133三者是一回事P4的CPU在133的外频下前端总线达到了533MHZ内存频率是266DDR266问题出现了前端总线是CPU与内存发生联系的桥梁P4这时候的前端总线达到533之高而内存只有266的速度内存比CPU的前端总线慢了一半理论上CPU有一半时间要等内存传数据过来才能处理数据等于内存拖了CPU的后腿这样的情况的确存在的845和848的主板就是这样于是提出一个双通道内存的概念两条内存使用两条通道一起工作一起提供数据等于速度又增加一倍两条DDR266就有266X2=533的速度刚好是P4 CPU的前端总线速度没有拖后腿的问题外频提升到200的时候CPU前端总线变为800两条DDR400内存组成双通道内存传输速度也是800了所以要P4发挥好一定要用双通道内存865以上的主板都提供这个功能但845和848主板就没有内存双通道功能了

自动降频

CPU温度超过一定限度后CPU会出于自我保护而降频
注意散热系统清洁防止CPU温度过高自动降频
CPU自动降频是一种保护措施不要担心更不要急着超频以免影响CPU寿命

超频

综述

电脑的超频就是通过人为的方式将CPU显卡等硬件的工作频率提高实际就是提高电压让它们在高于其额定的频率状态下稳定工作以Intel P4C2.4GHz的CPU为例它的额定工作频率是2.4GHz如果将工作频率提高到2.6GHz系统仍然可以稳定运行那这次超频就成功了
CPU超频的主要目的是为了提高CPU的工作频率也就是CPU的主频而CPU的主频又是外频和倍频的乘积例如一块CPU的外频为100MHz,倍频为8.5,可以计算得到它的主频=外频×倍频=100MHz×8.5 = 850MHz
提升CPU的主频可以通过改变CPU的倍频或者外频来实现但如果使用的是Intel CPU你尽可以忽略倍频因为IntelCPU使用了特殊的制造工艺来阻止修改倍频AMD的CPU可以修改倍频但修改倍频对CPU性能的提升不如外频好
而外频的速度通常与前端总线内存的速度紧密关联因此当你提升了CPU外频之后CPU系统和内存的性能也 可能同时提升了

方式

CPU超频主要有两种方式
一个是硬件设置一个是软件设置其中硬件设置比较常用它又分为跳线设置和BIOS设置两种
1.跳线设置超频早期的主板多数采用了跳线或DIP开关设定的方式来进行超频在这些跳线和DIP开关的附近主板上往往印有一些表格记载的就是跳线和DIP开关组合定义的功能在关机状态下你就可以按照表格中的频率进行设定重新开机后如果电脑正常启动并可稳定运行就说明超频成功了
比如一款配合赛扬1.7GHz使用的Intel845D芯片组主板它就采用了跳线超频的方式在电感线圈的下面可以看到跳线的说明表格当跳线设定为1-2的方式时外频为100MHz而改成2-3的方式时外频就提升到了133MHz而赛扬1.7GHz的默认外频就是100MHz只要将外频提升为133MHz原有的赛扬1.7GHz就会超频到2.2GHz上工作是不是很简单呢
另一块配合AMD CPU使用的VIAKT266芯片组主板采用了DIP开关设定的方式来设定CPU的倍频多数AMD的倍频都没有锁定所以可以通过修改倍频来进行超频这是一个五组的DIP开关通过各序号开关的不同通断状态可以组合形成十几种模式在DIP开关的右上方印有说明表说明了DIP开关在不同的组合方式下所带来不同频率的改变
例如对一块AMD 1800+进行超频首先要知道Athlon XP1800+的主频等于133MHz外频×11.5倍频只要将倍频提高到12.5CPU主频就成为133MHz×12.5≈1.6GHz相当于Athlon XP 2000+了如果将倍频提高到13.5时CPU主频成为1.8GHz也就将Athlon XP1800+超频成为了Athlon XP2200+简单的操作换来了性能很大的提升很有趣吧
2.BIOS设置超频
主流主板基本上都放弃了跳线设定和DIP开关的设定方式更改CPU倍频外频而是使用更方便的BIOS设置
例如升技Abit的SoftMenuIII和磐正EPOX的PowerBIOS等都属于BIOS超频的方式在CPU参数设定中就可以进行CPU的倍频外频的设定如果遇到超频后电脑无法正常启动的状况只要关机并按住INS或HOME键重新开机电脑会自动恢复为CPU默认的工作状态所以还是在BIOS中超频比较好
这里就以升技NF7主板和Athlon XP 1800+ CPU的组合方案来实现这次超频实战市场上BIOS的品牌主要有两种一种是PHOENIX-Award BIOS另一种是AMI BIOS这里以Award BIOS为例
首先启动电脑按DEL键进入主板的BIOS设定界面从BIOS中选择Soft Menu III Setup这便是升技主板的SoftMenu超频功能
进入该功能后可以看到系统自动识别CPU为1800+要在此处回车将默认识别的型号改为User Define手动设定模式设定为手动模式之后原有灰色不可选的CPU外频和倍频就变成了可选的状态
如果你需要使用提升外频来超频的话就在External Clock133MHz这里回车这里有很多外频可供调节你可以把它调到150MHz或更高的频率选项上由于升高外频会使系统总线频率提高影响其它设备工作的稳定性因此一定要采用锁定PCI频率的办法
Multiplier Factor一项便是调节CPU倍频的地方回车后进入选项区可以根据CPU的实际情况来选择倍频例如12.513.5或更高的倍频
在BIOS中可以设置和调节CPU的核心电压正常的情况下可以选择Default默认状态如果CPU超频后系统不稳定就可以给CPU核心加电压但是加电压的副作用很大首先CPU发热量会增大其次电压加得过高很容易烧毁CPU所以加电压时一定要慎重一般以0.025V0.05V或者0.1V步进向上加就可以了
3.用软件实现超频
顾名思义就是通过软件来超频这种超频更简单它的特点是设定的频率在关机或重新启动电脑后会复原菜鸟如果不敢一次实现硬件设置超频可以先用软件超频试验一下超频效果最常见的超频软件包括SoftFSB和各主板厂商自己开发的软件它们原理都大同小异都是通过控制时钟发生器的频率来达到超频的目的
SoftFSB是一款比较通用的软件它可以支持几十种时钟发生器只要按主板上采用的时钟发生器型号进行选择后点击GETFSB获得时钟发生器的控制权之后就可以通过频率拉杆来进行超频的设定了选定之后按下保存就可以让CPU按新设定的频率开始工作了不过软件超频的缺点就是当你设定的频率让CPU无法承受的时候在你点击保存的那一刹那导致死机或系统崩溃

警示

即便是超频能够使系统性能提升但是仍不建议超频因为超频重则失败使CPU彻底报废轻则使以后的使用中频繁死机
还有就是烧坏内存和CPU是最常见的事情,还有就会烧坏主板所以建议超之前要看清你的CPU到底去到什么程度,还要注意一定要循序渐进不要一下了就超得太多
首先要说如果你很小心并且知道要做什么的话那对你来说通过超频要对计算机造成任何永久性损伤都是非常困难的如果把系统超得太过的话会烧毁电脑或无法启动但仅仅把它推向极限是很难烧毁系统的然而仍有危险第一个也是最常见的危险就是发热在让电脑部件高于额定参数运行的时候它将产生更多的热量如果没有充分散热的话系统就有可能过热不过一般的过热是不能摧毁电脑的由于过热而使电脑报废的唯一情形就是再三尝试让电脑运行在高于推荐的温度下应该设法抑制在60C以下
不过无需过度担心过热问题在系统崩溃前会有征兆随机重启是最常见的征兆了过热也很容易通过热传感器的使用来预防它能够显示系统运行的温度如果你看到温度太高的话要么在更低的速度下运行系统要么采用更好的散热稍后我将在这篇指南中讨论散热
超频的另一个危险是它可能减少部件的寿命在对部件施加更高的电压时它的寿命会减少小小的提升不会造成太大的影响但如果打算进行大幅超频的话就应该注意寿命的缩短了然而这通常不是问题因为任何超频的人都不太可能会使用同一个部件达四五年之久并且也不可能说任何部件只要加压就不能撑上4-5年大多数处理器都是设计为最高使用10年的所以在超频者的脑海中损失一些年头来换取性能的增加通常是值得的
主频与多核谁更重要
游戏应用篇
现在购买高配置电脑的用户90%以上都是游戏玩家在有限的预算里将更多的钱投资在显卡上游戏性能提升会有立竿见影的提升但为了发挥出CPU的全部性能不造成系统瓶颈一款高端的CPU又是不可或缺的面对孤岛危机2这类的热门的DX11游戏如何平衡CPU与显卡的搭配相信你问一百个人会有一百个说法即使是一些资深的游戏玩家他们自身也存在疑问很难给出你一个正确的答案
对DX11游戏有一定了解的玩家都知道大量真实的物理效果运用是DX11游戏的一个趋势以现有的生产工艺水平CPU内部所能集成的晶体管数量和执行效率光是巨大的纹理贴图渲染以及很多后期处理特效就已经让CPU负担不过来了因此在系统不具备物理卡的情况下很多DX11游戏物理仿真特效其实都还是都交由CPU负责处理的也就是说CPU在游戏中参与了很多需要大量运算任务量繁重的工作
作为一款权威性的3D图形测试软件3DMark Vantage给了我们很好的启示对于未来场景越来越复杂的DX10游戏需要CPU拥有强大的物理处理能力和多线程执行能力才能保证游戏的流畅运行
如果未来的游戏能将CPU从繁重的工作中解放出来可行的设想是SLI或Crossfire平台用一块显卡专门负责物理运算但这个设想还只能停留在纸面上无论是Quad SLI还是Quad Crossfire都还无法在游戏中真正实现这一点
另外在实际的使用中很多玩家在玩游戏同时后台还会有其它的任务操作诸如传输文件迅雷BT下载等在这种应用前提下只有高端的CPU才会有资源闲置的情况低端的CPU往往在游戏中处于100%的负载状态下很难胜任大型3D游戏+多任务同时运行的应用环境
几款主流的DX11游戏引擎多核CPU的支持情况一般比较的例外是UT3和Crysis这两款基于多线程开发的游戏能够真正发挥出4核处理器的强大性能失落星球则基本是CPU一个人在唱独角戏CPU的主频和核心数量对其影响不大
回到现实的游戏配置搭配上如果玩家不希望CPU成为游戏瓶颈的话至少得需要一款酷睿2Duo E8000级别的处理器才行其它几款游戏在1680x1050及以上分辨率不管是顶级四核还是入门级CPU性能差距都不大
多核CPU
CPU从诞生之日起主频就在不断的提高如今主频之路已经走到了拐点桌面处理器的主频在2000年达到了1GHz2001年达到2GHz2002年达到了3GHz但在将近5年之后我们仍然没有看到4GHz处理器的出现电压和发热量成为最主要的障碍导致在桌面处理器特别是笔记本电脑方面Intel和AMD无法再通过简单提升时钟频率就可设计出下一代的新CPU
面对主频之路走到尽头Intel和AMD开始寻找其它方式用以在提升能力的同时保持住或者提升处理器的能效而最具实际意义的方式是增加CPU内处理核心的数量
多内核是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)多核技术的开发源于工程师们认识到仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善先前的处理器产品就是如此他们认识到在先前产品中以那种速率处理器产生的热量很快会超过太阳表面即便是没有热量问题其性价比也令人难以接受速度稍快的处理器价格要高很多
英特尔工程师们开发了多核芯片使之满足"横向扩展"而非"纵向扩充"方法从而提高性能该架构实现了"分治法"战略通过划分任务线程应用能够充分利用多个执行内核并可在特定的时间内执行更多任务多核处理器是单枚芯片也称为"硅核"能够直接插入单一的处理器插槽中但操作系统会利用所有相关的资源将它的每个执行内核作为分立的逻辑处理器通过在两个执行内核之间划分任务多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务多核架构能够使软件更出色地运行并创建一个促进未来的软件编写更趋完善的架构尽管认真的软件厂商还在探索全新的软件并发处理模式但是随着向多核处理器的移植现有软件无需被修改就可支持多核平台操作系统专为充分利用多个处理器而设计且无需修改就可运行为了充分利用多核技术应用开发人员需要在程序设计中融入更多思路但设计流程与对称多处理(SMP) 系统的设计流程相同并且现有的单线程应用也将继续运行得益于线程技术的应用在多核处理器上运行时将显示出卓越的性能可扩充性此类软件包括多媒体应用内容创建编辑以及本地和数据流回放工程和其他技术计算应用以及诸如应用服务器和数据库等中间层与后层服务器应用多核技术能够使服务器并行处理任务而在以前这可能需要使用多个处理器多核系统更易于扩充并且能够在更纤巧的外形中融入更强大的处理性能这种外形所用的功耗更低计算功耗产生的热量更少多核技术是处理器发展的必然近20年来推动微处理器性能不断提高的因素主要有两个半导体工艺技术的飞速进步和体系结构的不断发展半导体工艺技术的每一次进步都为微处理器体系结构的研究提出了新的问题开辟了新的领域体系结构的进展又在半导体工艺技术发展的基础上进一步提高了微处理器的性能这两个因素是相互影响相互促进的一般说来工艺和电路技术的发展使得处理器性能提高约20倍体系结构的发展使得处理器性能提高约4倍编译技术的发展使得处理器性能提高约1.4倍但是今天这种规律性的东西却很难维持多核的出现是技术发展和应用需求的必然产物
单芯片多处理器(CMP)与同时多线程处理器(Simultaneous MultithreadingSMT)这两种体系结构可以充分利用这些应用的指令并行性和线程级并行性从而显著提高了这些应用的性能
从体系结构的角度看SMT比CMP对处理器资源利用率要高在克服线延迟影响方面更具优势CMP相对SMT的最大优势还在于其模块化设计的简洁性复制简单设计非常容易指令调度也更加简单同时SMT中多个线程对共享资源的争用也会影响其性能而CMP对共享资源的争用要少得多因此当应用的线程级并行性较高时CMP性能一般要优于SMT此外在设计上更短的芯片连线使CMP比长导线集中式设计的SMT更容易提高芯片的运行频率从而在一定程度上起到性能优化的效果总之单芯片多处理器通过在一个芯片上集成多个微处理器核心来提高程序的并行性每个微处理器核心实质上都是一个相对简单的单线程微处理器或者比较简单的多线程微处理器这样多个微处理器核心就可以并行地执行程序代码因而具有了较高的线程级并行性由于CMP采用了相对简单的微处理器作为处理器核心使得CMP具有高主频设计和验证周期短控制逻辑简单扩展性好易于实现功耗低通信延迟低等优点此外CMP还能充分利用不同应用的指令级并行和线程级并行具有较高线程级并行性的应用如商业应用等可以很好地利用这种结构来提高性能单芯片多处理器已经成为处理器体系结构发展的一个重要趋势
多核CPU在IX3000中的应用(WoodCrest的特点优势)
Woodcrest处理器采用的是Intel新推出的Intel Core(酷睿)处理器架构该架构包含三颗处理器芯片MeromCoroneWoodcrest分别对应移动笔记本台式机Server三种不同的应用IX3000使用的正是用于Sever应用的Woodcrest处理器
Woodcrest处理器是64位双核处理器专为服务器和工作站而设计该系列处理器基于intel65纳米工艺具有高性能和低功耗等特点Woodcrest处理器兼容传统的IA-32软件体系架构内建基于高级智能缓存架构的32KB的1级指令数据缓存和4MB的2级缓存1066/1333MHz的前端总线频率是266/333MHz系统时钟的4倍频可以在每秒钟传输高达8.5/10.66GBytes的数据

CPU性能

一直以来大多数人都将MHzGHz作为衡量CPU频率和性能的度量单位以IntelAMD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MHzGHz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扪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架构方面的原应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

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内存
cpu的二级缓存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L2L3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

其他介绍

英特尔和AMD面前的挑战就是联合自己的软硬件战略合作伙伴建立战略联盟迅速完善各自的产业价值链这才是后主频竞争时代真正的较量
长期以来频率至上一直是CPU市场竞争的主旋律英特尔AMDVIATransmeta都曾是这场频率大战的参与者如今Transmeta调整策略转而销售IP核VIA对于频率之争似乎只是一个跟随者凭借价格优势在中低端市场占据一席之地只有AMD和英特尔长期在过招AMD Athlon曾经抢先突破了1GHz大关对英特尔的Pentium Ⅲ造成了一定的威胁但英特尔通过Pentium 4系列打了个翻身仗让AMD只有招架之功而无还手之力
频率竞争的结果就是CPU的主频不断增长工艺线宽不断缩小但是由于受到工艺尺寸的限制CPU主频不可能无限度增长同时随着线宽的缩小散热电流泄露热噪等问题的解决越来越棘手因此CPU技术的发展出现了又一个瓶颈在摩尔定律的战鼓声中持续已久的频率大战也快偃旗息鼓了
CPU厂商间的竞争在比完主频之后比什么
整个IT应用正在向两极化发展虽然企业应用市场的增长渐趋平稳但数字家庭应用市场正在高速崛起基于多媒体技术的娱乐应用必将成为IT厂商的新战场因此多核及64位CPU开始成为厂商发力的新方向英特尔与AMD之间新一轮的较量已经开始竞争的焦点就集中在双核及64位上英特尔于美国东部时间2005年4月18日发布了其第一款双内核CPU Pentium Extreme Edition 840较其原先计划的发布时间提前了一天AMD也不甘示弱于2005年4月21日发布了它的首款双内核CPU而在64位方面AMD于2003年首先将64位CPU用于个人桌面系统同时为了挑战英特尔的迅驰平台又于2005年4月14日进一步推出了其64位移动处理器Athlon 64 3700+在64位市场上AMD可谓是捷足先登而英特尔也计划随后推出其用于桌面系统的64位CPU产品
其实在双核及64位新产品的发布时间上英特尔与AMD之间的你争我抢还只是新一轮竞争开始的前奏真正的竞争在隐藏于英特尔和AMD身后新的产业价值链的完善一个完善的产业价值链不仅仅包括CPU芯片组提供商还包括操作系统提供商应用软件提供商整机制造商系统集成商等如果是应用在嵌入式领域还会涉及算法协议栈提供商IDH等环节在基于32位的主频大战时代这个产业链是完善的但由于软件的支持至关重要双核及64位CPU产品不可能直接嫁接到原有的32位产品的产业链上新的CPU不可能脱离相应的配套软件而独立发挥其优势
因此英特尔和AMD之间的竞争只是一个表象最终会转到分别以英特尔和AMD为龙头的两个产业链之间的竞争上在产品发布结束之后摆在英特尔和AMD面前的挑战就是联合自己的软硬件战略合作伙伴建立战略联盟迅速完善各自的产业价值链这才是后主频竞争时代真正的较量
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- 来自原声例句
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