Die Hauptfrequenz eines Mikrocomputers bestimmt maßgeblich seine Laufgeschwindigkeit. Was bedeutet das?

Die Hauptfrequenz bezieht sich auf die „Betriebsfrequenz des Mikroprozessortakts“. Die Hauptfrequenz ist die Taktfrequenz der CPU. Die Operationen des Computers werden Schritt für Schritt unter der Kontrolle des Taktsignals ausgeführt. Jeder Taktsignalzyklus schließt einen Schritt der Operation ab CPU, also die Betriebsgeschwindigkeit des Computers. Es besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen der Hauptfrequenz und der tatsächlichen Rechengeschwindigkeit. Die Hauptfrequenz gibt die Geschwindigkeit an, mit der das digitale Impulssignal in der CPU schwingt. Die Hauptfrequenz ist jedoch nur ein Aspekt der Leistung der CPU und stellt nicht die Gesamtleistung dar Leistung der CPU.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Die Hauptfrequenz eines Mikrocomputers bestimmt maßgeblich die Laufgeschwindigkeit des Computers. Sie bezieht sich auf die „Betriebsfrequenz des Mikroprozessortakts“.

Die Hauptfrequenz ist die Taktfrequenz der CPU, die Schritt für Schritt unter der Steuerung des Taktsignals ausgeführt wird. Die Höhe der Taktfrequenz spiegelt die Geschwindigkeit der CPU wider ein großes Ausmaß.

Die Hauptfrequenz der CPU, also die Taktfrequenz, mit der der CPU-Kern arbeitet (CPU-Taktfrequenz). Normalerweise wird von den MHz einer bestimmten CPU gesprochen, und diese MHz sind die „Hauptfrequenz der CPU“. Viele Leute denken, dass die Hauptfrequenz einer CPU ihre Laufgeschwindigkeit ist, aber das ist nicht der Fall. Die Hauptfrequenz der CPU gibt die Geschwindigkeit an, mit der das digitale Impulssignal in der CPU schwingt, und hat keinen direkten Zusammenhang mit der tatsächlichen Rechenleistung der CPU (dh die Hauptfrequenz der aktuellen CPU hat keinen direkten Einfluss). Die Rechenleistung der CPU bedeutet nicht, dass sie keinen Einfluss auf die Rechenleistung hat, egal wie niedrig die aktuelle CPU-Frequenz ist.

Es besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen der Hauptfrequenz und der tatsächlichen Rechengeschwindigkeit, es handelt sich jedoch nicht um einen einfachen linearen Zusammenhang. Die Hauptfrequenz gibt die Geschwindigkeit an, mit der das digitale Impulssignal in der CPU schwingt. Die Rechengeschwindigkeit der CPU hängt auch von verschiedenen Leistungsindikatoren wie der Pipeline und dem Bus der CPU ab. Mit anderen Worten: Die Hauptfrequenz ist nur ein Aspekt der CPU-Leistung und stellt nicht die Gesamtleistung der CPU dar.

Eigenschaften der Hauptfrequenz

Es besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen der Hauptfrequenz und der tatsächlichen Rechengeschwindigkeit, es gibt jedoch keine eindeutige Formel, die die numerische Beziehung zwischen den beiden quantifizieren kann, da die Rechengeschwindigkeit der Die CPU hängt auch von verschiedenen Aspekten der Leistungsindikatoren der CPU-Montagelinie ab (Cache, Befehlssatz, Anzahl der CPU-Bits usw.). Da die Hauptfrequenz nicht direkt die Rechengeschwindigkeit darstellt, kann es unter Umständen dazu kommen, dass eine CPU mit einer höheren Hauptfrequenz eine geringere tatsächliche Rechengeschwindigkeit aufweist. Beispielsweise können die meisten CPUs der AthlonFX-Serie von AMD die CPU-Leistung mit höherer Frequenz der CPUs der Pentium 4-Serie von Intel bei niedrigeren Taktraten erreichen, daher sind die CPUs der AthlonFX-Serie nach PR-Werten benannt. Daher ist die Hauptfrequenz nur ein Aspekt der CPU-Leistung und stellt nicht die Gesamtleistung der CPU dar.

Die Hauptfrequenz der CPU stellt nicht die Geschwindigkeit der CPU dar, aber die Erhöhung der Hauptfrequenz ist entscheidend für die Steigerung der Rechengeschwindigkeit der CPU. Angenommen, eine CPU führt einen arithmetischen Befehl in einem Taktzyklus aus, wenn die CPU mit einer Hauptfrequenz von 100 MHz läuft, ist sie doppelt so schnell wie wenn sie mit einer Hauptfrequenz von 50 MHz läuft. Da der 100-MHz-Taktzyklus im Vergleich zum 50-MHz-Taktzyklus halb so viel Zeit in Anspruch nimmt, beträgt die Zeit, die eine CPU, die mit einer 100-MHz-Hauptfrequenz arbeitet, benötigt, um einen Operationsbefehl auszuführen, nur 10 ns, was halb kürzer ist als die 20 ns Beim Arbeiten mit einer 50-MHz-Hauptfrequenz ist die Geschwindigkeit doppelt so hoch. Die Gesamtlaufgeschwindigkeit des Computers hängt jedoch nicht nur von der Rechengeschwindigkeit der CPU ab, sondern hängt auch vom Betrieb anderer Subsysteme ab. Nur durch die Erhöhung der Hauptfrequenz, der Laufgeschwindigkeit jedes Subsystems und der Datenübertragung Die Geschwindigkeit zwischen Subsystemen kann verbessert werden, und die Gesamtlaufgeschwindigkeit des Computers kann tatsächlich verbessert werden.

Die Erhöhung der CPU-Arbeitsfrequenz wird hauptsächlich durch den Produktionsprozess begrenzt. Da die CPU auf einem Halbleiter-Siliziumwafer hergestellt wird, sind Drähte erforderlich, um die Komponenten auf dem Siliziumwafer zu verbinden. Unter Hochfrequenzbedingungen müssen die Drähte so dünn und kurz wie möglich sein, um Streustörungen wie z Verdrahtete Kapazität, um sicherzustellen, dass der CPU-Betrieb korrekt ist. Daher ist die Einschränkung des Herstellungsprozesses eines der größten Hindernisse für die Entwicklung der CPU-Frequenz.

Wenn es um die Hauptfrequenz des Prozessors geht, müssen wir zwei eng verwandte Konzepte erwähnen: Frequenzmultiplikator und FSB ist die Basisfrequenz der CPU, und die Einheit ist ebenfalls MHz. Der FSB ist die Geschwindigkeit, mit der die CPU und das Motherboard synchron laufen. In den meisten Computersystemen ist der FSB auch die Geschwindigkeit, mit der der Speicher und das Motherboard synchron laufen ist direkt mit dem Speicher verbunden, um einen synchronen Betriebszustand zwischen beiden zu erreichen; der Frequenzvervielfacher ist das Vielfache des Verhältnisses der Hauptfrequenz und der externen Frequenz. Hauptfrequenz, externe Frequenz, Multiplikator, ihre Beziehungsformel: Hauptfrequenz = externe Frequenz × Multiplikator. Frühe CPUs verfügten nicht über das Konzept der „Frequenzvervielfachung“. Damals waren die Hauptfrequenz und die Geschwindigkeit des Systembusses gleich. Mit der Entwicklung der Technologie wird die Geschwindigkeit der CPU immer schneller, und Zubehör wie Speicher und Festplatte können mit der Geschwindigkeit der CPU nicht mehr mithalten. Das Aufkommen von Frequenzvervielfachern löst dieses Problem Damit der Speicher immer noch mit relativ geringer Geschwindigkeit arbeitet, kann die Hauptfrequenz der CPU durch Frequenzvervielfachung (theoretisch) stufenlos erhöht werden. Wir können uns den FSB als eine Produktionslinie in der Maschine vorstellen, und der Frequenzmultiplikator ist die Anzahl der Produktionslinien. Die Produktionsgeschwindigkeit einer Maschine (Hauptfrequenz) ist natürlich die Geschwindigkeit der Produktionslinie (FSB) multipliziert mit der Anzahl von Produktionslinien (Multiplikator). Die Hersteller haben den Multiplikator grundsätzlich gesperrt, indem man mit dem FSB beginnt. Durch Anpassen des Multiplikators und des FSB können Sie die Jumper auf dem Motherboard setzen oder im BIOS eine sanfte Übertaktung einstellen, wodurch die Gesamtleistung teilweise verbessert wird Der Computer. Versuchen Sie also beim Kauf auf den FSB der CPU zu achten.

Frequenz und Geschwindigkeit

Die Beziehung zwischen Frequenz und Geschwindigkeit: Im Allgemeinen ist die Anzahl der in einem Taktzyklus ausgeführten Anweisungen festgelegt. Je höher die Hauptfrequenz, desto schneller ist die CPU. Da jedoch auch die internen Strukturen verschiedener CPUs unterschiedlich sind, kann die Leistung der CPU nicht vollständig durch die Hauptfrequenz zusammengefasst werden. Aber die Frequenz der CPU kann die Qualität und das Preisniveau des Computers bestimmen. Am Beispiel des Pentium 4 2.0 beträgt seine Hauptbetriebsfrequenz 2,0 GHz. Was bedeutet das?

Konkret bedeutet 2,0 GHz, dass jede Sekunde 2 Milliarden Taktsignale erzeugt werden und jede Taktsignalperiode 0,5 Nanosekunden beträgt. Die Pentium 4-CPU verfügt über 4 Pipeline-Recheneinheiten. Bei gleichmäßiger Last kann die CPU 4 binäre Additionsoperationen in einem Taktzyklus durchführen.

Das bedeutet, dass die Pentium 4-CPU 8 Milliarden binäre Additionsoperationen pro Sekunde ausführen kann. Eine solch erstaunliche Rechengeschwindigkeit kann den Benutzern jedoch nicht vollständig gerecht werden. Auch die Computerhardware und das Betriebssystem selbst verbrauchen CPU-Ressourcen. Der Athlon XP-Prozessor verwendet jedoch die PR-Nominalmethode. Die von AMD offengelegte Umrechnungsformel zwischen der Nominalfrequenz und der tatsächlichen Frequenz des Athlon XP-Prozessors mit einer Front-Side-Bus-Frequenz von 266 MHz lautet wie folgt: Nominalfrequenz = 3 × tatsächliche Frequenz / 2-500 tatsächliche Frequenz =2×Nominalfrequenz/3+333 Die tatsächliche Frequenz des Athlon XP 2100+ beträgt beispielsweise 1733 MHz=2×2100/3+333.

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