為什么CPU時(shí)鐘頻率在過(guò)去5年里沒(méi)有增加
為什么CPU時(shí)鐘頻率在過(guò)去5年里沒(méi)有增加
CPU時(shí)鐘頻率在過(guò)去5年里沒(méi)有增加是很多不同類別的原因?qū)е碌摹Ｏ旅媸菍W(xué)習(xí)啦小編帶來(lái)的關(guān)于為什么CPU時(shí)鐘頻率在過(guò)去5年里沒(méi)有增加的內(nèi)容，歡迎閱讀!
為什么CPU時(shí)鐘頻率在過(guò)去5年里沒(méi)有增加：
CPU時(shí)鐘頻率在過(guò)去5年里沒(méi)有增加是很多不同類別的原因?qū)е碌?。?dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)CPU的微架構(gòu)時(shí)，其中一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)決策就是如何實(shí)現(xiàn)更高的性能。在奔騰4時(shí)代，英特爾選擇了具有非常高的時(shí)鐘頻率和相對(duì)較窄的管道。這種方法有很多優(yōu)點(diǎn)，其中之一就是它很容易加快單線程和串行代碼。軟件內(nèi)并不需要操作很多的并行指令，因此大多數(shù)軟件會(huì)立刻見其好處。
然而，這種方法也有它的缺點(diǎn)，它忽略奔騰4本身的執(zhí)行瑕疵。在這里，我們只講概念本身的缺陷。主要是CPU的微架構(gòu)一直與電墻沖突，并且，高頻的微架構(gòu)與很多已被發(fā)明出來(lái)用來(lái)處理功率問(wèn)題的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)都不適合。此處，我將觸及兩個(gè)主要的低功耗設(shè)計(jì)方法。
一個(gè)是時(shí)鐘門控技術(shù)，時(shí)鐘門控技術(shù)會(huì)在每個(gè)狀態(tài)元件(寄存器、鎖等)之前插入一個(gè)時(shí)鐘啟動(dòng)系統(tǒng)，以至于如果沒(méi)有新的數(shù)據(jù)寫入的話，元件將沒(méi)有時(shí)鐘控制。這樣就可以節(jié)省大量因回寫相同的高速緩存而浪費(fèi)的充電/放電時(shí)間。這個(gè)方式也將一個(gè)附加延遲(門控功能)插入時(shí)鐘路徑。高頻率的設(shè)計(jì)一般是低利潤(rùn)率運(yùn)行，根本就不適合在最關(guān)鍵的信號(hào)(時(shí)鐘)插入附加可變延遲。
另一個(gè)常見的技巧是電源門控。這涉及到要在芯片不同部分的電壓源上放上晶體管。通常情況下，當(dāng)不使用時(shí)，那些不同的功能模塊和供電部分會(huì)關(guān)閉，但高頻設(shè)計(jì)往往不會(huì)這樣做。電源控制晶體管不但需要添加一個(gè)額外的壓降，從而延緩晶體管開關(guān)速度，而且一個(gè)非常細(xì)的流水線處理器根本沒(méi)有多少部分可以在任何給定的時(shí)間內(nèi)被關(guān)閉。
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說(shuō)到處理器主頻，就要提到與之密切相關(guān)的兩個(gè)概念：倍頻與外頻，外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位也是MHz。外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度，而且絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運(yùn)行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi)存相連通，實(shí)現(xiàn)兩者間的同步運(yùn)行狀態(tài);倍頻即主頻與外頻之比的倍數(shù)。主頻、外頻、倍頻，其關(guān)系式：主頻=外頻×倍頻。早期的CPU并沒(méi)有“倍頻”這個(gè)概念，那時(shí)主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的。
隨著技術(shù)的發(fā)展，CPU速度越來(lái)越快，內(nèi)存、硬盤等配件逐漸跟不上CPU的速度了，而倍頻的出現(xiàn)解決了這個(gè)問(wèn)題，它可使內(nèi)存等部件仍然工作在相對(duì)較低的系統(tǒng)總線頻率下，而CPU的主頻可以通過(guò)倍頻來(lái)無(wú)限提升(理論上)。我們可以把外頻看作是機(jī)器內(nèi)的一條生產(chǎn)線，而倍頻則是生產(chǎn)線的條數(shù)，一臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)速度的快慢(主頻)自然就是生產(chǎn)線的速度(外頻)乘以生產(chǎn)線的條數(shù)(倍頻)了。廠商基本上都已經(jīng)把倍頻鎖死，要超頻只有從外頻下手，通過(guò)倍頻與外頻的搭配來(lái)對(duì)主板的跳線或在BIOS中設(shè)置軟超頻，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)總體性能的部分提升。購(gòu)買的時(shí)候要盡量注意CPU的外頻。
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