主頻:CPU時鐘頻率-中文百科頻道

簡介

CPU的主頻，即CPU内核工作的時鐘頻率（CPUClockSpeed）。通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認為CPU的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU的主頻表示在CPU内數字脈沖信号震蕩的速度，與CPU實際的運算能力并沒有直接關系（也就是說現今CPU主頻的高低不會直接影響CPU運算能力，并不是說對運算能力沒影響。隻是因為現今CPU主頻再低，也比其他硬件頻率如内存高的多）。

比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能以較低的主頻，達到英特爾公司的Pentium4系列CPU較高主頻的CPU性能，所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現的一個方面，而不代表CPU的整體性能。CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運算速度卻是至關重要的。舉個例子來說，假設某個CPU在一個時鐘周期内執行一條運算指令，那麼當CPU運行在100MHz主頻時，将比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時鐘周期比50MHz的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執行一條運算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半，自然運算速度也就快了一倍。隻不過電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度，還與其它各分系統的運行情況有關，隻有在提高主頻的同時，各分系統運行速度和各分系統之間的數據傳輸速度都能得到提高後，電腦整體的運行速度才能真正得到提高。

特點

主頻和實際的運算速度存在一定的關系，但還沒有一個确定的公式能夠定量兩者的數值關系，因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指标（緩存、指令集，CPU的位數等等）。由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象。比如AMD公司的AthlonFX系列CPU大多都能以較低的主頻，達到英特爾公司的Pentium4系列CPU較高主頻的CPU性能，所以AthlonFX系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現的一個方面，而不代表CPU的整體性能。

CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運算速度卻是至關重要的。舉個例子來說，假設某個CPU在一個時鐘周期内執行一條運算指令，那麼當CPU運行在100MHz主頻時，将比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時鐘周期比50MHz的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執行一條運算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半，自然運算速度也就快了一倍。隻不過電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度，還與其它各分系統的運行情況有關，隻有在提高主頻的同時，各分系統運行速度和各分系統之間的數據傳輸速度都能得到提高後，電腦整體的運行速度才能真正得到提高。

提高CPU工作主頻主要受到生産工藝的限制。由于CPU是在半導體矽片上制造的，在矽片上的元件之間需要導線進行聯接，由于在高頻狀态下要求導線越細越短越好，這樣才能減小導線分布電容等雜散幹擾以保證CPU運算正确。因此制造工藝的限制，是CPU主頻發展的最大障礙之一。

說到處理器主頻，就要提到與之密切相關的兩個概念：倍頻與外頻，外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。外頻是CPU與主闆之間同步運行的速度，而且絕大部分電腦系統中外頻也是内存與主闆之間的同步運行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與内存相連通，實現兩者間的同步運行狀态；倍頻即主頻與外頻之比的倍數。主頻、外頻、倍頻，其關系式：主頻=外頻×倍頻。早期的CPU并沒有“倍頻”這個概念，那時主頻和系統總線的速度是一樣的。随着技術的發展，CPU速度越來越快，内存、硬盤等配件逐漸跟不上CPU的速度了，而倍頻的出現解決了這個問題，它可使内存等部件仍然工作在相對較低的系統總線頻率下，而CPU的主頻可以通過倍頻來無限提升（理論上）。我們可以把外頻看作是機器内的一條生産線，而倍頻則是生産線的條數，一台機器生産速度的快慢（主頻）自然就是生産線的速度（外頻）乘以生産線的條數（倍頻）了。廠商基本上都已經把倍頻鎖死，要超頻隻有從外頻下手，通過倍頻與外頻的搭配來對主闆的跳線或在BIOS中設置軟超頻，從而達到計算機總體性能的部分提升。所以在購買的時候要盡量注意CPU的外頻。

查看方法

1.在Windows系統中，右擊桌面上的“我的電腦”圖标，選擇“屬性”即可查看。在mac系統中，單擊屏幕左上角蘋果圖标，選擇第一項（About This Mac）即可查看。

2.開機時按pausebreak此時由于是系統開機自檢，即可查看BIOS裡的CPU頻率。

3.使用CrystalCPUID軟件查看。這是一款處理器信息檢測超頻工具，和WCPUID功能基本相同，但是CrystalCPUID對處理器支持的範圍更廣。CrystalCPUID支持幾乎所有類型的處理器檢測，最特别的是CrystalCPUID具備完整的處理器及系統資訊。

所受限制

頻率與速度

頻率與速度的關系：一般說來，一個時鐘周期完成的指令數是固定的，所以主頻越高，CPU的速度也就越快了。不過由于各種CPU的内部結構也不盡相同，所以并不能完全用主頻來概括CPU的性能。但CPU主頻的高低可以決定電腦的檔次和價格水平。以Pentium42.0為例，它的工作主頻為2.0GHz，這說明了什麼呢？

具體來說，2.0GHz意味着每秒鐘它會産生20億個時鐘脈沖信号，每個時鐘信号周期為0.5納秒。而Pentium4CPU有4條流水線運算單元，如果負載均勻的話，CPU在1個時鐘周期内可以進行4個二進制加法運算。

這就意味着該Pentium4CPU每秒鐘可以執行80億條二進制加法運算。但如此驚人的運算速度不能完全為用戶服務，電腦硬件和操作系統本身還要消耗CPU的資源。但AthlonXP處理器采用了PR标稱方式，AMD公開的266MHz前端總線頻率的AthlonXP處理器标稱頻率和實際頻率的轉換計算公式如下：标稱頻率=3×實際頻率/2-500實際頻率=2×标稱頻率/3+333例如，AthlonXP2100+的實際頻率為1733MHz=2×2100/3+333。

内存主頻

内存主頻和CPU主頻一樣，習慣上被用來表示内存的速度，它代表着該内存所能達到的最高工作頻率。内存主頻是以MHz（兆赫）為單位來計量的。内存主頻越高在一定程度上代表着内存所能達到的速度越快。内存主頻決定着該内存最高能在什麼樣的頻率正常工作。

計算機系統的時鐘速度是以頻率來衡量的。晶體振蕩器控制着時鐘速度，在石英晶片上加上電壓，其就以正弦波的形式震動起來，這一震動可以通過晶片的形變和大小記錄下來。晶體的震動以正弦調和變化的電流的形式表現出來，這一變化的電流就是時鐘信号。而内存本身并不具備晶體振蕩器，因此内存工作時的時鐘信号是由主闆芯片組的北橋或直接由主闆的時鐘發生器提供的，也就是說内存無法決定自身的工作頻率，其實際工作頻率是由主闆來決定的。

DDR内存和DDR2内存和DDR3的内存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示，工作頻率是内存顆粒實際的工作頻率，但是由于DDR内存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數據，因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的兩倍；而DDR2内存和DDR3内存每個時鐘能夠以四倍于工作頻率的速度讀/寫數據，因此傳輸數據的等效頻率是工作頻率的四倍。例如DDR200/266/333/400的工作頻率分别是100/133/166/200MHz，而等效頻率分别是200/266/333/400MHz；DDR2400/533/667/800的工作頻率分别是100/133/166/200MHz，而等效頻率分别是400/533/667/800MHz；DDR31066/1333/1600/1800/2000的工作頻率分别是266/333/400/450/500MHZ，而等效頻率分别是1066/1333/1600/1800/2000MHZ。

内存異步工作模式包含多種意義，在廣義上凡是内存工作頻率與CPU的外頻不一緻時都可以稱為内存異步工作模式。首先，最早的内存異步工作模式出現在早期的主闆芯片組中，可以使内存工作在比CPU外頻高33MHz或者低33MHz的模式下（注意隻是簡單相差33MHz），從而可以提高系統内存性能或者使老内存繼續發揮餘熱。其次，在正常的工作模式（CPU不超頻）下，不少主闆芯片組也支持内存異步工作模式，例如Intel910GL芯片組，僅僅隻支持533MHzFSB即133MHz的CPU外頻，但卻可以搭配工作頻率為133MHz的DDR266、工作頻率為166MHz的DDR333和工作頻率為200MHz的DDR400正常工作（注意此時其CPU外頻133MHz與DDR400的工作頻率200MHz已經相差66MHz了），隻不過搭配不同的内存其性能有差異罷了。再次，在CPU超頻的情況下，為了不使内存拖CPU超頻能力的後腿，此時可以調低内存的工作頻率以便于超頻，例如AMD的Socket939接口的Opteron144非常容易超頻，不少産品的外頻都可以輕松超上300MHz，而此如果在内存同步的工作模式下，此時内存的等效頻率将高達DDR600，這顯然是不可能的，為了順利超上300MHz外頻，我們可以在超頻前在主闆BIOS中把内存設置為DDR333或DDR266，在超上300MHz外頻之後，前者也不過才DDR500（某些極品内存可以達到），而後者更是隻有DDR400（完全是正常的标準頻率），由此可見，正确設置内存異步模式有助于超頻成功。

DDR4内存是新一代的内存規格。2011年1月4日，三星電子完成史上第一條DDR4内存。

DDR4相比DDR3最大的區别有三點：16bit預取機制（DDR3為8bit），同樣内核頻率下理論速度是DDR3的兩倍；更可靠的傳輸規範，數據可靠性進一步提升；工作電壓降為1.2V，更節能。嚴格的說，DDR4應該叫DDR4SDRAM，DDR4SDRAM全稱Double Data Rate Fourth Synchronous Dynamic Random Access Memory，即第四代雙倍數據率同步動态随機存取存儲器。

直到2014年，DDR4内存才首次得到應用，首款支持DDR4内存的是英特爾旗艦級x99平台，此時，DDR4在性能和價格上于高頻率DDR3相比，并沒有什麼優勢，但當時如果用戶想體驗旗艦級平台，隻能買高價位的DDR4，因為x99隻支持DDR4。

主闆芯片組幾乎都支持内存異步，英特爾公司從810系列到較新的875系列都支持，而威盛公司則從693芯片組以後全部都提供了此功能在。

Intel2018年發布了隸屬于第八代酷睿處理器家族的KBL-G處理器，也就是傳聞已久的IntelCPU+AMDGPU的處理器。KBL-G處理器一共有5款，規格最高的是i7-8809G，4核心8線程，主頻3.1GHz，最大睿頻4.2GHz，8M三級緩存，内存支持雙通道DDR4-2400MHz，并且不鎖倍頻，顯卡搭載的是RadeonRXVegaMGH。

與外頻對比

CPU的主頻即CPU内核工作的時鐘頻率（CPU Clock Speed）。CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運算速度至關重要。假設某個CPU在一個時鐘周期内執行一條運算指令，那麼當CPU運行在100MHz主頻時，将比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。但是電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度，還與其他各分系統的運行情況有關。

外頻是CPU乃至整個計算機系統的基準頻率，單位是MHz。在早期的電腦中，内存與主闆之間的同步運行速度等于外頻。在這種方式下，可以理解為CPU外頻直接與内存相連通，實現兩者間的同步運行狀态。對于目前的計算機系統來說，兩者完全可以不相同，但是外頻的意義仍然存在，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實現的。

CPU主頻存在偏差解決

故障現象：

CPU是Core2DuoE6300，用最新版的EVEREST測得CPU的主頻為12058MHz、CPU的倍頻為6×、CPU的外部總線頻率為201.0MHz、内存總線頻率為2680MHz、DRAM：FSB比值為8：6。請問現有的運行頻率和實際運行頻率為什麼相差這麼多?是不是CPU的外部總線頻率設置有問題?

分析處理：

之所以CPU現有的運行頻率和實際運行頻率差異較大，和BIOS中對CPU參數的設置不當有關系。依據主闆規格的不同，可以進入“CPU電壓和頻率”相關設置選項，将FSB頻率調整成266MHz，将倍頻調整到7，内存頻率可以選擇自動設置選項，這樣設置并保存後，CPU主頻就會變成1.86GHz（266MHzX7）。