ghz是什么意思(300ghz怎么读)

日常安装中，选择CPU处理器，无非就是看这个CPU有多少物理核，是否支持超线程技术。以intel为例来决定选择i7、i5还是i3系列。再细分的话，就需要考虑CPU的主频了，直接决定了买具体的型号。那么我们通常说的英特尔酷睿i3-8350k静音频率是4GHz，AMD锐龙3 1300X静音频率是3.5GHz，那么这个CPU频率真的是CPU运行速度吗？是什么决定的？

Intel和AMD在发布新的CPU时总是会公布自己的基本频率。其实多少GHz这个频率其实指的是CPU内部的数字时钟信号频率，也就是俗称的时钟频率，所以不能代表CPU的真实性能水平。4GHz的CPU不一定比3GHz的CPU好，至少我们不能一概而论。然而，时钟频率确实与CPU的运行速度有关。频率越高，运算速度越快？那么4GHz的频率有多快呢？

频率的概念

在CPU复杂的数字系统中，为了保证内部各硬件单元能够协同快速地工作，CPU架构工程师往往会设计一组时钟信号与系统同步运行。时钟信号由一系列脉冲信号组成，它总是以一定的电压幅度和时间间隔连续发出的方波信号，在0和1之间周期性地来回变化。如下图所示。

第一个脉冲和第二个脉冲之间的时间间隔称为周期，单位为秒(s)。但1s单位时间内产生的脉冲数称为频率，频率最基本的计量单位是赫兹Hz。

时钟频率(f)和周期(t)是倒数:f = 1/t。

这个公式说明的是，频率表示的是时钟在一秒钟内重复的次数，目前的CPU一般已经是GHz级别，也就是说每秒产生10亿个脉冲信号。

CPU主频

以英特尔酷睿i3-8350k为例，它的静默频率为4GHz，也就是说它的内部时钟频率为4GHz，每秒可以产生40亿个脉冲信号，换句话说，每个脉冲信号只需要0.25ns(时钟周期)。这是一个多么震撼的时钟啊，你可以想象CPU的内部结构是多么精致，它能处理这么短的信号，整个系统协调有序的运行，所以说CPU是全人类智慧的结晶，极大的提高了我们的技术进步。

时钟周期是CPU运行的最小时间单位，所有的内部操作都是基于这个时钟周期。一般来说，CPU以时钟脉冲的上升沿作为执行指令的基准。频率越高，CPU执行的指令越多，工作速度越快。

那么CPU频率是由什么决定的呢？其实这是一个很复杂的问题，因为这个频率的决定在深圳生活网是一个系统性的东西，影响频率高低的因素有很多，比如CPU架构、流水线设计、内部寄存器设计、支持的指令甚至功耗、温度等物理因素。所以说CPU的出厂频率是基于木桶效应最小值的CPU最高频率。

那为什么现在我们的CPU频率变了？

而采用睿频加速技术的CPU的每个内核都有自己的PLL(锁相环)电路，因此每个内核的电压和频率都可以独立控制。因此，英特尔专门在CPU内部设计了一个PCU(电源控制单元)单元。PCU会以1ms(每秒1000次)的速度实时监控这四个核心的温度、电流和功耗，所以有睿频来根据负载需求调整CPU的频率。同时，参与运算的内核越多，控制起来就越复杂，所以内核越多，能达到的最高频率就越低。

外部频率

CPU诞生后不久，各大CPU巨头为了追求高性能展开了频率大战(有没有影响我们就不提了)，但结果是，虽然CPU已经更换(主频更高)，但外部主板芯片组、内存、外部接口(PCIe、Sata)还是老标准，这些设备的工作频率长期固定，远低于CPU的工作频率。这样CPU就不能和它很好的沟通了。Intel机智地提出了倍频的概念(下文有描述)，并提出了一个影响至今的CPU频率计算公式:频率=外频x倍频。外频可以让主板以外的设备工作在更低的频率，CPU可以正确通信。

但是总有很多网友把前端总线频率和外部频率混为一谈。其实他们是不一样的。在北桥之前的时代，前端总线是CPU总线接口单元和北桥芯片之间的数据交换通道。在AMD雷鸟系列和英特尔奔腾4处理器之前，前端总线与外部频率一致。然而，使用四倍数据传输速率技术或八倍数据传输速率技术，前端总线频率大大增加。比如一个处理器的频率是2GHz，外部频率是100MHz，那么前端总线频率就会变成400MHz当使用四倍数据传输速率技术时；如果是八倍，那么就是800MHz。前端总线频率越高，CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，CPU的功能越好。

目前处理器默认的外接频率基本都是100MHz。

倍频

目前CPU设计的外频相当低，只有100MHz。为了获得更快的运算速度，我们需要获得超高的频率来支持更快的运算速度。CPU内部通常设计有一个PLL频率发生器，将输入的时钟信号分频，并按一定比例增加输入的外部频率，从而得到CPU的实际工作频率，这个频率称为倍频系数(简称倍频)。

利用倍频技术，完美解决了CPU、内存等数据中转站的异步运行问题。为后期CPU向更高频率方向发展打下了坚实的基础。

超频

超频，作为一个经久不衰的话题，一直是PC DIY领域的常青树。一般是指强制设备以高于其默认频率的频率运行，以获得更高的性能。比如CPU、显卡、内存都可以超频，其中CPU是最受欢迎的一种，可以最大程度的挤压CPU的性能，提高产品的性价比。Intel和AMD一直把CPU超频作为卖点来宣传，那么我们超频的是哪个频率呢？

根据CPU主频计算公式:主频=外频x倍频，我们无非就是超外频和倍频。

其实在不同的时代，是不同的频率。在奔腾MMX，为了让CPU稳定工作，英特尔将倍频锁定在主板BIOS中，不能随意更改倍频。那时候要从提高外接频率入手，有的老主板可以通过在主板上设置跳线来改变电脑系统的外接频率(还记得怎么插跳线吗？)，而在后来的主板BIOS中，一般都有SoftMenu技术，所以我们只需要在BIOS界面动动手指，调整外接频率，就可以平滑提升CPU的主频。

现在人们为了创造更高的主频，一般会选择超频，因为超频的提升幅度比外频高很多，而且很容易得来。同样，你只需要在主板BIOS上调整倍频即可。目前很多主板都自带一键超频功能。主板厂商帮你调整BIOS里的超频参数，一键点击即可超频。

在外部频率相同的情况下，倍频越高，CPU的主频越高。但实际上，CPU的倍频过高，但CPU与系统中其他设备的传输速度仍然相同，CPU与其他设备的数据交换受到限制，导致主频高的CPU出现明显的“瓶颈”效应——CPU从系统中获取数据的极限速度无法满足CPU运行的速度。所以，有时候为了满足对外传输的要求，我们需要适当的超过对外频率。

需要注意的是，超频会导致CPU发热量远高于正常工作温度，甚至降低CPU性能、使用寿命(缩缸)或导致系统不稳定(蓝屏)。CPU寿命缩短是因为超频产生的高温会导致“电子迁移”现象，损坏CPU内部精密设计的晶体管，所以要做好CPU的散热，液氮超频也是出于这个考虑。

但有时CPU健康状况不佳(制造时内部晶体管存在一些缺陷和瑕疵)，导致超频困难，需要对CPU内核施加比深圳生活网更高的工作电压。以我们拿到的矿用级英特尔酷睿i3-8350K为例。为了获得5GHz的频率，电压已经提高到1.5V(默认为1.34V)，而之前的酷睿i7-7700K每分钟获得5GHz。

那为什么我们现在CPU频率基本停留在4GH平台？

CPU中有一条黄金法则，就是著名的摩尔定律。阐述了晶体管数量与性能提升的关系。很难说是生是死。但今天我们要讲的是另一个不太为人所知的定律——登纳德标度法。

1974年，存储器之父罗伯特·登纳德(Robert Dennard)在论文中说，晶体管面积的缩小，使其消耗的电压和电流几乎同比例缩小，这就是登纳德标度律。很多人都很困惑。这和CPU频率提高有关系吗？

真的密切相关。我们先来了解一下晶体管功耗是怎么计算的。静态功耗是常规的电压乘以电流，w = v x i .晶体管在1和0之间切换时会根据开关频率产生动态功耗，W=V2x F .显然频率越高功耗越大，但我们并没有放弃在未来30年做频率更高的CPU？

答案是我们的半导体技术一直在进步。目前，我们甚至已经很快实现了10nm和7nm的量产。根据Dennard的缩放比例，工艺的改进可以使晶体管更小，导通电压更低，这显然弥补了频率提高带来的功耗增加的问题。但是我们的技术并不是无止境的进步，很快就会进入一个长期的技术平台期。7nm之后，路会很难走。

而且晶体管尺寸缩小后，静态功耗不减反增，带来了巨大的热能转换。另外，晶体管之间的热量积累非常严重，使得CPU散热成为一个亟待解决的问题。散热做得不好，CPU的寿命会大大降低。而且以现在流行的动态频率技术，过热会让CPU保持在最低工作频率，高频只是个摆设和笑话。简单地提高CPU时钟频率不再现实，因为随之而来的散热问题。毕竟不会一直用液氮给CPU降温，所以Intel和AMD有意停止高频芯片的研发，转向低频多核架构。

极端超频一般需要液氮和液氦辅助散热。

所以目前只会看到多核CPU的爆发，这是更好的提升性能的方式。看完这篇干货，是不是想看看其他做同样事情的超级班？请小朝戈(:9501417)来上我们的百超课吧~同时，看完这篇文章，大家不妨向我们的小超哥请教一下关于CPU超频的问题以及其他感兴趣的问题，大家一起探讨吧~