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Fréquence principale



introduction

La fréquence principale du processeur, c'est-à-dire la fréquence d'horloge du cœur du processeur (CPU Clock Speed). À combien de mégahertz le processeur tel ou tel fait-il généralement référence, et ce nombre de mégahertz est la "fréquence principale du processeur". Beaucoup de gens pensent que la fréquence principale du CPU est sa vitesse de fonctionnement, mais ce n'est pas le cas. La fréquence principale du processeur indique la vitesse d'oscillation du signal d'impulsion numérique dans le processeur et n'a aucune relation directe avec la puissance de calcul réelle du processeur (c'est-à-dire que la fréquence actuelle du processeur n'affecte pas directement la puissance de calcul de le CPU. Impact. C'est juste parce que la fréquence du CPU est plus basse maintenant, elle est beaucoup plus élevée que d'autres matériels tels que la mémoire).

Par exemple, la plupart des processeurs de la série AthlonXP d'AMD peuvent atteindre les performances de processeur les plus élevées des processeurs de la série Pentium 4 d'Intel à une fréquence inférieure, de sorte que les processeurs de la série AthlonXP utilisent la valeur PR. Pour le nommer. Par conséquent, la fréquence principale n'est qu'un aspect des performances du processeur et ne représente pas les performances globales du processeur. La fréquence principale du CPU ne représente pas la vitesse du CPU, mais l'augmentation de la fréquence principale est essentielle pour augmenter la vitesse de calcul du CPU. Par exemple, si un certain processeur exécute une instruction arithmétique en un cycle d'horloge, lorsque le processeur fonctionne à 100 MHz, il sera deux fois plus rapide que lorsqu'il fonctionne à 50 MHz. Étant donné que le cycle d'horloge de 100 MHz prend la moitié du temps par rapport au cycle d'horloge de 50 MHz, c'est-à-dire que le temps nécessaire à un processeur fonctionnant à 100 MHz pour exécuter une instruction d'opération n'est que de 10 ns plus court que 20 ns lorsqu'il fonctionne à 50 MHz, ce qui est un fonctionnement naturel. La vitesse est également doublée. C'est juste que la vitesse de fonctionnement globale de l'ordinateur dépend non seulement de la vitesse de calcul du processeur, mais aussi des conditions de fonctionnement des autres sous-systèmes. Ce n'est que lorsque la fréquence principale est augmentée que la vitesse de fonctionnement de chaque sous-système et la vitesse de transmission de données entre chaque sous-système peuvent être améliorées, la vitesse de fonctionnement globale de l'ordinateur peut être vraiment améliorée.

Caractéristiques

Il existe une certaine relation entre la fréquence principale et la vitesse de calcul réelle, mais il n'y a pas de formule définie qui puisse quantifier la relation numérique entre les deux, car la vitesse de calcul du processeur dépend des indicateurs de performance de tous les aspects du pipeline du processeur ( cache, jeu d'instructions, bits CPU, etc.). Étant donné que la fréquence principale ne représente pas directement la vitesse de calcul, dans certaines circonstances, la vitesse de calcul réelle du CPU avec une fréquence principale plus élevée est susceptible d'être inférieure. Par exemple, la plupart des processeurs de la série AthlonFX d'AMD peuvent atteindre la fréquence plus élevée des processeurs de la série Pentium 4 d'Intel à des fréquences plus basses, de sorte que les processeurs de la série AthlonFX sont nommés d'après la valeur PR. Par conséquent, la fréquence principale n'est qu'un aspect des performances du processeur et ne représente pas les performances globales du processeur.

La fréquence principale du processeur ne représente pas la vitesse du processeur, mais l'augmentation de la fréquence principale est cruciale pour augmenter la vitesse de calcul du processeur. Par exemple, supposons qu'un certain processeur exécute une instruction arithmétique en un cycle d'horloge, alors lorsque le processeur fonctionne à 100 MHz, il sera deux fois plus rapide qu'il ne fonctionne à 50 MHz. Étant donné que le cycle d'horloge de 100 MHz prend la moitié du temps par rapport au cycle d'horloge de 50 MHz, c'est-à-dire que le temps nécessaire à un processeur fonctionnant à 100 MHz pour exécuter une instruction d'opération n'est que de 10 ns plus court que 20 ns lorsqu'il fonctionne à 50 MHz, ce qui est un fonctionnement naturel. La vitesse est également doublée. C'est juste que la vitesse de fonctionnement globale de l'ordinateur dépend non seulement de la vitesse de calcul du processeur, mais aussi des conditions de fonctionnement des autres sous-systèmes. Ce n'est que lorsque la fréquence principale est augmentée que la vitesse de fonctionnement de chaque sous-système et la vitesse de transmission de données entre chaque sous-système peuvent être améliorées, la vitesse de fonctionnement globale de l'ordinateur peut être vraiment améliorée.

L'amélioration de la fréquence de fonctionnement du processeur est principalement limitée par le processus de production. Étant donné que le processeur est fabriqué sur une puce de silicium semi-conducteur, des fils sont nécessaires pour se connecter entre les composants de la puce de silicium. Parce que les fils doivent être aussi minces que possible dans des conditions de haute fréquence, afin de réduire les interférences parasites telles que la capacité distribuée des fils afin d'assurer le bon fonctionnement du processeur. Par conséquent, la limitation du processus de fabrication est l'un des plus gros obstacles au développement de la fréquence CPU.

En ce qui concerne la vitesse d'horloge du processeur, nous devons mentionner deux concepts étroitement liés : la multiplication et le FSB. FSB est la fréquence de référence du CPU, et l'unité est également en MHz. Le FSB est la vitesse à laquelle le processeur et la carte mère fonctionnent de manière synchrone, et dans la plupart des systèmes informatiques, le FSB est également la vitesse à laquelle la mémoire et la carte mère fonctionnent de manière synchrone. De cette manière, on comprend que le FSB de la CPU est directement connecté à la mémoire. À travers, réalisez l'état de fonctionnement synchrone entre les deux ; le multiplicateur de fréquence est le multiple du rapport de la fréquence principale à la fréquence externe. Fréquence principale, FSB et multiplicateur de fréquence, la relation est la suivante : fréquence principale = FSB × multiplicateur de fréquence. Les premiers processeurs n'avaient pas le concept de « multiplication de fréquence ». A cette époque, la fréquence principale et la vitesse du bus système étaient les mêmes. Avec le développement de la technologie, la vitesse du processeur devient de plus en plus rapide et les accessoires tels que la mémoire et le disque dur sont progressivement incapables de suivre la vitesse du processeur. L'émergence du multiplicateur de fréquence résout ce problème. Cela peut faire fonctionner la mémoire et d'autres composants à un niveau relativement bas. Sous la fréquence du bus système, la fréquence principale du CPU peut être augmentée à l'infini en multipliant (théoriquement). On peut considérer le FSB comme une ligne de production dans la machine, et le multiplicateur de fréquence est le nombre de lignes de production. La vitesse de production d'une machine (fréquence principale) est bien entendu la vitesse de la ligne de production (FSB) multipliée par le nombre de lignes de production. (Multiplicateur) aussi. Les fabricants ont essentiellement verrouillé le multiplicateur de fréquence. La seule façon d'overclocker est de commencer par le FSB. Grâce à la combinaison du multiplicateur et du FSB, sautez la carte mère ou définissez un overclocking logiciel dans le BIOS, afin d'obtenir une amélioration partielle des performances globales de l'ordinateur. Faites donc autant que possible attention au FSB du CPU lors de l'achat.

Comment voir

1. Sous Windows, cliquez avec le bouton droit sur l'icône « Poste de travail » sur le bureau et sélectionnez « Propriétés » pour afficher. Dans le système mac, cliquez sur l'icône pomme dans le coin supérieur gauche de l'écran et sélectionnez le premier élément (À propos de ce Mac) pour l'afficher.

2. Appuyez sur pause pause lors du démarrage. À ce stade, étant donné qu'il s'agit de l'auto-test de mise sous tension du système, vous pouvez afficher la fréquence du processeur dans le BIOS.

3. Utilisez le logiciel CrystalCPUID pour afficher. Il s'agit d'un outil d'overclocking de détection d'informations sur le processeur, qui a essentiellement la même fonction que WCPUID, mais CrystalCPUID prend en charge une plus large gamme de processeurs. CrystalCPUID prend en charge presque tous les types de détection de processeur, le plus spécial étant que CrystalCPUID dispose d'informations complètes sur le processeur et le système.

Restrictions

L'amélioration de la fréquence du processeur est principalement limitée par le processus de production. Étant donné que le processeur est fabriqué sur une puce de silicium semi-conducteur, des fils sont nécessaires pour se connecter entre les composants de la puce de silicium. Parce que les fils doivent être aussi minces que possible dans des conditions de haute fréquence, afin de réduire les interférences parasites telles que la capacité distribuée des fils afin d'assurer le bon fonctionnement du processeur. Par conséquent, la limitation du processus de fabrication est l'un des plus gros obstacles au développement de la fréquence CPU.

Fréquence et vitesse

La relation entre la fréquence et la vitesse : De manière générale, le nombre d'instructions terminées dans un cycle d'horloge est fixe, donc plus la fréquence est élevée, plus la vitesse du CPU est élevée. Bientôt disponible. Cependant, comme la structure interne des différents processeurs n'est pas la même, la fréquence principale ne peut pas être utilisée pour résumer les performances du processeur. Mais la fréquence du processeur peut déterminer la qualité et le niveau de prix de l'ordinateur. Prenons l'exemple du Pentium 4 2.0. Sa fréquence principale est de 2,0 GHz. Qu'est-ce que cela montre?

Plus précisément, 2,0 GHz signifie qu'il générera 2 milliards de signaux d'impulsions d'horloge par seconde, et chaque période de signal d'horloge est de 0,5 nanoseconde. Le processeur Pentium 4 dispose de 4 unités d'exploitation de pipeline. Si la charge est paire, le CPU peut effectuer 4 opérations d'addition binaire en 1 cycle d'horloge.

Cela signifie que le processeur Pentium 4 peut effectuer 8 milliards d'opérations d'addition binaire par seconde. Mais une vitesse de calcul aussi incroyable ne peut pas pleinement servir les utilisateurs, et le matériel informatique et le système d'exploitation eux-mêmes consomment des ressources CPU. Cependant, le processeur Athlon XP adopte la méthode nominale PR. La formule de calcul de conversion entre la fréquence nominale et la fréquence réelle du processeur Athlon XP avec une fréquence de bus frontal de 266 MHz divulguée par AMD est la suivante : fréquence nominale=3×fréquence réelle/2-500 fréquence réelle =2×fréquence nominale /3+333 Par exemple, la fréquence réelle de l'Athlon XP 2100+ est 1733MHz=2×2100/3+333.

Vitesse d'horloge de la mémoire

La vitesse d'horloge de la mémoire est la même que la vitesse d'horloge du processeur. Il est habituellement utilisé pour indiquer la vitesse de la mémoire, et il représente la fréquence de fonctionnement la plus élevée que la mémoire peut atteindre. La fréquence principale de la mémoire est mesurée en MHz (mégahertz). Plus la vitesse d'horloge de la mémoire est élevée, dans une certaine mesure, plus la mémoire peut atteindre rapidement. La fréquence principale de la mémoire détermine la fréquence maximale à laquelle la mémoire peut fonctionner normalement.

La vitesse d'horloge d'un système informatique est mesurée par la fréquence. L'oscillateur à cristal contrôle la vitesse d'horloge. Lorsqu'une tension est appliquée à la tranche de quartz, elle vibre sous la forme d'une onde sinusoïdale. Cette vibration peut être enregistrée par la déformation et la taille de la plaquette. La vibration du cristal est exprimée sous la forme d'une harmonique sinusoïdale et d'un courant changeant, et ce courant changeant est le signal d'horloge. La mémoire elle-même n'a pas d'oscillateur à quartz, donc le signal d'horloge lorsque la mémoire fonctionne est fourni par le pont nord du chipset de la carte mère ou directement par le générateur d'horloge de la carte mère, ce qui signifie que la mémoire ne peut pas déterminer sa propre fréquence de fonctionnement , sa fréquence de fonctionnement réelle Elle est déterminée par la carte mère.

La fréquence de la mémoire DDR et de la mémoire DDR2 et de la mémoire DDR3 peut être exprimée de deux manières : fréquence de travail et fréquence équivalente. La fréquence de travail est la fréquence de travail réelle des particules de mémoire, mais parce que la mémoire DDR peut augmenter dans l'impulsion et que le front descendant transmet des données, la fréquence équivalente de transmission des données est donc le double de la fréquence de fonctionnement ; tandis que chaque horloge de la mémoire DDR2 et de la mémoire DDR3 peut lire/écrire des données à quatre fois la fréquence de fonctionnement, donc l'équivalent de la transmission de données La fréquence est quatre fois la fréquence de fonctionnement. Par exemple, les fréquences de fonctionnement de la DDR 200/266/333/400 sont 100/133/166/200 MHz, et les fréquences équivalentes sont 200/266/333/400 MHz ; les fréquences de fonctionnement de la DDR2 400/533/667/800 sont respectivement 100/133/166/200 MHz, et la fréquence équivalente est 400/533/667/800 MHz ; la fréquence de travail de la DDR3 1066/1333/1600/1800/2000 est respectivement de 266/333/400/450/500 MHZ, et les fréquences équivalentes sont 1066/1333/1600/1800/2000MHZ.

Le mode de fonctionnement asynchrone de la mémoire a de nombreuses significations. Au sens large, toute fréquence de travail de la mémoire qui est incompatible avec le FSB du CPU peut être appelée mode de travail asynchrone de la mémoire. Tout d'abord, le premier mode de fonctionnement asynchrone de la mémoire est apparu dans le premier chipset de la carte mère, ce qui peut faire fonctionner la mémoire dans un mode 33MHz supérieur ou 33MHz inférieur au CPU FSB (notez qu'il ne s'agit que d'une simple différence de 33MHz), ce qui peut améliorer les performances ou l'utilisation de la mémoire système L'ancienne mémoire continue d'exercer sa chaleur perdue. Deuxièmement, en mode de fonctionnement normal (le processeur n'est pas overclocké), de nombreux chipsets de carte mère prennent également en charge le mode de fonctionnement de la mémoire asynchrone. Par exemple, le chipset Intel 910GL ne prend en charge que le FSB 533 MHz ou le FSB CPU 133 MHz, mais il peut correspondre à la fréquence de travail. La DDR 266 avec 133 MHz, la DDR 333 avec une fréquence de travail de 166 MHz et la DDR 400 avec une fréquence de travail de 200 MHz fonctionnent normalement. Il existe des différences dans les performances de la mémoire. Troisièmement, dans le cas de l'overclocking du processeur, afin de ne pas faire traîner la mémoire sur la capacité d'overclocking du processeur, la fréquence de travail de la mémoire peut être abaissée pour faciliter l'overclocking. Par exemple, l'Opteron 144 d'AMD avec interface Socket 939 est très facile à overclocker. De nombreux produits Le FSB peut facilement dépasser les 300MHz. Si en mode synchronisation mémoire, la fréquence équivalente de la mémoire sera aussi élevée que DDR 600. C'est évidemment impossible. Afin de dépasser en douceur le FSB de 300MHz, nous pouvons Avant l'overclocking, régler la mémoire sur DDR 333 ou DDR 266 dans le BIOS de la carte mère. Après plus de 300MHz FSB, le premier n'est que DDR 500 (certaines mémoires de haute qualité peuvent atteindre), et le dernier n'est que DDR 400 (fréquence standard complètement normale), on peut voir que le réglage correct du mode asynchrone de la mémoire contribuera au succès de l'overclocking.

La mémoire DDR4 est une nouvelle génération de spécifications de mémoire. Le 4 janvier 2011, Samsung Electronics a terminé la première mémoire DDR4 de son histoire.

Il existe trois plus grandes différences entre la DDR4 et la DDR3 : mécanisme de prélecture 16 bits (la DDR3 est de 8 bits), la vitesse théorique est le double de celle de la DDR3 à la même fréquence centrale ; spécifications de transmission plus fiables, la fiabilité des données est encore améliorée ; La tension de fonctionnement tombe à 1,2 V, ce qui est plus économe en énergie. À proprement parler, la DDR4 devrait être appelée DDR4 SDRAM. Le nom complet de la SDRAM DDR4 est Double Data Rate Fourth Synchronous Dynamic Random Access Memory, qui est la quatrième génération de mémoire à accès aléatoire dynamique synchrone à double débit.

Ce n'est qu'en 2014 que la mémoire DDR4 a été utilisée pour la première fois. La première plate-forme phare x99 d'Intel à prendre en charge la mémoire DDR4 était la plate-forme phare x99 d'Intel. Avantages, mais si les utilisateurs voulaient faire l'expérience de la plate-forme phare, ils ne pouvaient acheter que de la DDR4 à prix élevé, car x99 ne prend en charge que la DDR4.

Presque tous les chipsets des cartes mères prennent en charge la mémoire asynchrone. Intel le prend en charge de la série 810 à la nouvelle série 875, tandis que VIA fournit cette fonctionnalité à partir du chipset 693.

En 2018, Intel a lancé le processeur KBL-G appartenant à la famille de processeurs Core de huitième génération, qui est le processeur Intel CPU + AMD GPU de longue date. Il existe 5 types de processeurs KBL-G, la spécification la plus élevée est i7-8809G, 4 cœurs 8 threads, fréquence principale 3,1 GHz, fréquence turbo maximale 4,2 GHz, 8 M de cache L3, la mémoire prend en charge le double canal DDR4-2 400 MHz, et ne verrouille pas le multiplicateur, la carte graphique est équipée de Radeon RX Vega M GH.

Comparaison avec le FSB

La fréquence principale du CPU est la fréquence d'horloge du cœur du CPU (CPU Clock Speed). La fréquence principale du processeur ne représente pas la vitesse du processeur, mais l'augmentation de la fréquence principale est très importante pour augmenter la vitesse de calcul du processeur. En supposant qu'un certain processeur exécute une instruction arithmétique en un cycle d'horloge, lorsque le processeur fonctionne à une fréquence de 100 MHz, il sera deux fois plus rapide que lorsqu'il fonctionne à une fréquence de 50 MHz. Cependant, la vitesse de fonctionnement globale de l'ordinateur dépend non seulement de la vitesse de calcul du processeur, mais également des conditions de fonctionnement d'autres sous-systèmes.

La fréquence externe est la fréquence de référence du CPU et de l'ensemble du système informatique, et l'unité est le MHz. Dans les premiers ordinateurs, la vitesse de fonctionnement synchrone entre la mémoire et la carte mère était égale au FSB. De cette manière, on peut comprendre que la fréquence externe de la CPU est directement connectée à la mémoire pour obtenir un état de fonctionnement synchronisé entre les deux. Pour le système informatique actuel, les deux peuvent être complètement différents, mais le sens de FSB existe toujours. La plupart des fréquences dans le système informatique sont réalisées en multipliant le FSB par un certain multiple.

Solution à la déviation de la vitesse d'horloge du processeur

Phénomène de défaut :

Le processeur est Core2DuoE6300 et la dernière version d'EVEREST a mesuré la vitesse d'horloge du processeur à 12058 MHz. Le multiplicateur est de 6×, la fréquence du bus externe du CPU est de 201,0 MHz, la fréquence du bus mémoire est de 2680 MHz et le rapport DRAM:FSB est de 8:6. Pourquoi y a-t-il tant de différence entre la fréquence de fonctionnement existante et la fréquence de fonctionnement réelle ? Y a-t-il un problème avec le réglage de la fréquence du bus externe du CPU ?

Analyse et traitement :

La raison pour laquelle le CPU fonctionne actuellement La grande différence entre la fréquence et la fréquence de fonctionnement réelle est liée au mauvais réglage des paramètres du CPU dans le BIOS. Selon les différentes spécifications de la carte mère, vous pouvez entrer les options de réglage liées à la "tension et fréquence du processeur", régler la fréquence FSB à 266 MHz, régler le multiplicateur à 7 et sélectionner l'option de réglage automatique pour la fréquence de la mémoire. Après le réglage et l'enregistrement, la fréquence du processeur sera Elle deviendra 1,86 GHz (266 MHzX7).

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