CPU的主频、外频、倍频以及超频和睿频——小白装机手记

小白装机手记,我们来聊聊CPU里那些听起来有点玄乎的名词:主频、外频、倍频,还有超频和睿频。别担心,我们会用最简单的方式把它们弄明白!
"想象一下:"
CPU就像一个超级忙碌的工厂,里面有很多工人(核心)。他们需要通过“道路”(总线/内存)来获取指令和数据,然后进行处理。
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### 1. 外频 (External Frequency / Bus Speed)
"是什么?" 就像是工厂外部的“道路速度”或者“时钟信号频率”。它决定了CPU与主板之间、以及CPU与内存之间传输信号的基础速度。 "打个比方:" 想象一下城市里主干道的标准限速,比如60公里/小时。这个“限速”就可以类比为外频。它规定了信息在“主干道”上传输的基础节奏。 "作用:" 外频是整个CPU工作频率的基础。在早期的CPU设计中,外频直接影响着内存和CPU之间的数据传输速度。
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### 2. 倍频 (Multiplier)
"是什么?" 就像是工厂内部自己定的“加班倍率”。CPU厂商会设定一个“倍频系数”,这个系数乘以“外频”,就得到了CPU核心实际运行的速度。 "打个比方:" 主干道的限速(外频)是60公里/小时,但工厂内部

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写在笔记开头的一段话:“CPU的主频是判断CPU性能优劣的一个重要指标”。

1.频率是什么?

频率是指在单位时间内某事件重复发生的次数。

2.什么是CPU的主频?为什么提高CPU的主频能提高CPU的性能或者说提高CPU的运算速度?

CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度。主频越高,CPU在一个时钟周期(单位时间)里所能完成的指令数也就越多,其运算速度也就越快。

假设有10条指令需要CPU执行,

如果CPU的主频是1秒钟能执行1条指令,那么执行完10条指令共需要10秒钟;如果将CPU的主频提高到1秒钟能执行2条指令,就会有下面的结果:

【1】执行10条指令,需要的时间是5秒————执行同样数量的指令,花费的时间少了,CPU的运算速度提高了。

【2】花费10秒时间,可以执行20条指令————花费同样的时间,执行的指令数多了,CPU的性能提高了。

实际上【1】和【2】一回事,只是从不同的角度看待问题罢了。

3.什么是基准频率?

基准频率是电子设备中用于控制和同步各种操作的基本时钟频率,它决定了【整个设备】运行的节奏和速度。

对于计算机而言,就是CPU乃至整个计算机系统的基准频率。

所以,CPU的基准频率 = 计算机系统的基准频率 = 系统总线的基准频率{等式A}。

一个不太准确的比喻,你有一瓶可乐,瓶盖是CPU,瓶口是系统总线,它们的尺寸就是频率,瓶盖大/瓶口小,拧不紧;瓶盖小/瓶口大,盖不上。必须双方都要有一个合适的尺寸才能完美的盖上。更精简的比喻就是千古一帝要求的“车同轨”。

4-主频、外频、倍频的关系

假设【早期】CPU的工作频率和系统总线的工作频率是一样的。

那么此时要做到“车同轨”,计算机系统的基准频率,不论采用CPU的工作频率,还是采用系统总线的工作频率都可以。

此时,CPU的工作频率 = 系统总线的工作频率 = 计算机系统的基准频率 = CPU的基准频率 = 系统总线的基准频率{等式B}。

随着技术的发展,CPU的工作频率提升快,提升也大,而其他设备因为各种原因无法承受像CPU那样高的频率,导致CPU的工作频率 远远大于 其他设备的工作频率。

于是,计算机系统的基准频率就只能以其他设备的工作频率为准。

系统总线的工作频率 = 计算机系统的基准频率 = 系统总线的基准频率{等式C}。

然而整个计算机系统又要求做到“车同轨”,这就需要让【等式A】成立,这时的“CPU的基准频率”就是CPU的外频。

于是,“CPU的外频就是CPU的基准频率,也是计算机系统的基准频率,也是系统总线的基准频率,也是系统总线的工作频率”。

与此同时,由于“CPU的工作频率”远远大于“CPU的基准频率”,两者之间有一个比值,这个比值就是CPU的倍频(系数)。而这时的"CPU的工作频率"就是CPU的主频。

综上所述,就得到了 CPU的主频 = CPU的外频 x CPU的倍频 这样一个公式。这个公式也是CPU超频的依据。

5-什么是超频?什么是锁倍频?

简单说就是为了突破CPU性能瓶颈的天花板,追求更高性能,想方设法提高CPU的主频,就是超频。所以CPU超频是指的超CPU主频。

注:CPU的外频是由计算机主板上的芯片组设置的‌。CPU的主频和倍频是由CPU厂商设置的。

从"CPU的主频 = CPU的外频 x CPU的倍频"这个公式可以看出,想要提高CPU的主频(超频),方法无非两种,要么提高CPU的倍频(常用的方法)、要么提高CPU的外频。

对于调整CPU倍频实现超频的方法,需要主板的支持且需要CPU能够调倍频才行。CPU不能调倍频,就是锁倍频。

最后,简单说下“睿频”。睿频就是一种CPU根据任务负载自动调整性能的技术。‌

睿频与超频的区别‌在于睿频始终工作在CPU的频率设定值范围内;超频则是通过人工手动操作,提高CPU主频,实现CPU的性能提升。

总结:CPU的主频是判断CPU性能优劣的一个重要指标。关于主频、外频、倍频,只需要知道“CPU的主频 = CPU的外频 x CPU的倍频”这个公式足以。另外,记住超频是指的超CPU主频,需要主板支持(Z系列主板)且CPU没有锁倍频(后缀+k的Intel CPU,AMD Ryzen CPU全系列不锁倍频);睿频可以简单理解成就是一项智能管理CPU的技术。

温馨提示:

此篇笔记,由作者通过翻阅书籍或者查阅网上资料收集并整理后编写,用于学习和分享,内容仅代表个人观点,以供参考。人工收集整理难免有所纰漏,如有不妥、不准确之处,还望读者不吝赐教

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