正確解釋CPU頻率、外頻、前端總線頻率、內存頻率

現在網上的叫法千奇百怪,對同一種事物的叫法都沒有統一,給人感覺好像有很多種類似的,所以很有必要先理清頭緒,搞清楚多種不同叫法之間的等價關係:

1、CPU外頻 = 外頻
2、CPU頻率 = 主頻
3、前端總線頻率
4、系統總線頻率
5、倍頻
彼此之間的關係:
CPU的外頻是CPU乃至整個計算機系統的基準頻率,單位是MHz(兆赫茲)。計算機系統中大多數的頻率都是在外頻的基礎上,乘以一定的倍數來實現。AGP總線頻率通常是固定的66MHz 。其次說前端總線,通常是CPU的外頻的2到4倍,也沒有固定的倍數,和cpu型號及主板芯片組有關。再說系統總線,這個應該是個比較籠統的概念,可以代指系統中所有總線(前端總線,agp總線,pci總線等),也有時候指南北橋之間的總線,也沒有固定的頻率和算法。
CPU頻率 = 外頻×倍頻 (or 主頻 = 外頻×倍頻)
IntelCPU前端總線=外頻4(MHz)
AMDCPU前端總線=外頻
2(MHz)
CPU數據帶寬=前端總線8(MB/s)
內存帶寬=內存等效工作頻率
8(MB/s)
(注意單位是字節,這裏的8的單位是字節B,不是指的8個bit,是64bit/8=8B得到的,64bit是計算機每次傳輸的數據位數)

總線是將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。通俗的說,就是多個部件間的公共連線,用於在各個部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來描述總線頻率。總線的種類很多,前端總線的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是將CPU連接到北橋芯片的總線。
CPU是通過前端總線(FSB)連接到北橋芯片,進而通過北橋芯片和內存、顯卡交換數據。前端總線是CPU和外界交換數據的最主要通道,因此前端總線的數據傳輸能力對計算機整體性能作用很大,如果沒足夠快的前端總線,再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。數據傳輸最大帶寬取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率,即數據帶寬=(總線頻率×數據位寬)÷8。目前PC機上所能達到的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種,最高到1066MHz。前端總線頻率越大,代表着CPU與北橋芯片之間的數據傳輸能力越大,更能充分發揮出CPU的功能。現在的CPU技術發展很快,運算速度提高很快,而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數據供給給CPU,較低的前端總線將無法供給足夠的數據給CPU,這樣就限制了CPU性能得發揮,成爲系統瓶頸。

外頻的概念是建立在數字脈衝信號震盪速度基礎之上的,也就是說,100MHz外頻特指數字脈衝信號在每秒鐘震盪一萬萬次.外頻具體是指CPU到芯片組之間的總線速度。外頻是CPU與主板之間同步運行的速度,而且目前的絕大部分電腦系統中外頻,也是內存與主板之間的同步運行的速度,在這種方式下,可以理解爲CPU的外頻直接與內存相連通,實現兩者間的同步運行狀態。
在486之前,CPU的主頻還處於一個較低的階段,CPU的主頻一般都等於外頻。而在486出現以後,由於CPU工作頻率不斷提高,而PC機的一些其他設備(如插卡、硬盤等)卻受到工藝的限制,不能承受更高的頻率,因此限制了CPU頻率的進一步提高。因此出現了倍頻技術,該技術能夠使CPU內部工作頻率變爲外部頻率的倍數,從而通過提升倍頻而達到提升主頻的目的。倍頻技術就是使外部設備可以工作在一個較低頻率(這個較低頻率就是外頻)上,而又不限制影響CPU本身的工作頻率(主頻),因爲CPU主頻就是外頻的倍數。

 再者,前端總線與外頻這兩個概念容易混淆,主要的原因是在以前的很長一段時間裏(主要是在Pentium 4出現之前和剛出現Pentium 4時),前端總線頻率與外頻是相同的,因此往往直接稱前端總線爲外頻,最終造成這樣的誤會。隨着計算機技術的發展,人們發現前端總線頻率需要高於外頻,因此採用了QDR(Quad Date Rate)技術(4倍併發),或者其他類似的技術實現。這些技術的原理類似於AGP的2X或者4X,它們使得前端總線的頻率成爲外頻的2倍、4倍甚至更高,從此之後前端總線和外頻的區別纔開始被人們重視起來。在外頻仍然是133MHZ的時候,前端總線的速度增加4倍變成了133X4=533MHZ,當外頻升到200MHZ,前端總線變成800MHZ,所以你會看到533前端總線的P4和800前端總線的P4,就是這樣來的。

一般來說,主頻(即CPU頻率)和前端總線頻率都是以外頻爲基數,前者是乘以倍頻數,後者是乘以2/4/8,只不過後者乘的係數不能叫做倍頻,是由於採用了QDR(Quad Date Rate)技術,或者其他類似的技術來實現的。而這三者在早期都是一個概念。
 至於內存來說,一般會有三種頻率來對其描述——核心頻率/時鐘頻率/數據傳輸速率。數據傳輸速率就是標在內存條上的頻率,如DDR333 和DDR400,平時說的內存頻率默認就是指數據傳輸速率。內存的核心頻率就好比是CPU的頻率,是本身所固有的頻率,而時鐘頻率就是我們所說的外頻。對於DDR來說,三者的比例是1:1:2,對於DDR2來說,三者的比例關係是1:2:4。
在以前P3的時候,133的外頻,內存的核心頻率就是133,數據傳輸速率也就是133,CPU的前端總線也是133,三者是一回事。現在P4的CPU,在133的外頻下,前端總線達到了533MHZ(×4),內存頻率是266(DDR266)。問題出現了,前端總線是CPU與內存發生聯繫的橋樑,P4這時候的前端總線達到533之高,而內存只有266的速度,內存比CPU的前端總線慢了一半,理論上CPU有一半時間要等內存傳數據過來才能處理數據,等於內存拖了CPU的後腿。這樣的情況的確存在的,845和848的主板就是這樣。於是提出一個雙通道內存的概念,兩條內存使用兩條通道一起工作,一起提供數據,等於速度又增加一倍,兩條DDR266就有266X2=533的速度,剛好是P4 CPU的前端總線速度,沒有拖後腿的問題。外頻提升到200的時候,CPU前端總線變爲800,兩條DDR400內存組成雙通道,內存傳輸速度也是800了。所以要P4發揮好,一定要用雙通道內存,865以上的主板都提供這個功能。但845和848主板就沒有內存雙通道功能了。
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