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发信人: lurker (影雷者), 信区: Hardware
标 题: CPU，除了主频更要关注性能
发信站: 荔园晨风BBS站 (Wed Jul 11 11:07:42 2001), 转信
谈到CPU的性能，我们会想到一些有关CPU的基本性能指标，如：主频、倍频、前
端总线等等。而且，有关这些名词的意义我们也已经十分清楚了，不过，这些技术
性能指标对于我们的有效使用有什么样的影响？我们好像从来没有真正关心过。本
文就要向大家介绍一下这方面的内容。
主频
主频无疑是显示CPU性能的最根本的指标，我们选购电脑的CPU时，常常会说到
“Pentium III 600”、“Pentium III 600B”、“Duron 600”、“Athon 900”
等等，这些型号里面的数字就是CPU的主频。
大多数人都认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的
。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，从根本上讲，与CPU实际的运
算能力是没有直接关系的。当然，CPU能够运行在更高的频率下说明CPU能够承受更
高的运算速度，也就是说主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确
定的公式能够实现两者之间的数值关系。
由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高
的CPU实际运算速度较低的现象，英特尔日前推出的奔腾4就出现了这种情况，虽然
它的主频可以高达1.4G以上，但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾
III。在这里要让大家明确一点的是，主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代
表CPU的整体性能。
外频&前端总线
相信大家对于主频=外频×倍频这个公式都已经很熟悉了，但是我们仿佛一直
没有真正讨论过外频的含义。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的
绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，
可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。
说到了外频，就不能不说说前端总线，“前端总线”这个名称是由AMD在推出
K7 CPU时提出的概念，但是一直以来都被大家误认为这个名词不过是外频的另一个
名称。我们所说的外频指的是CPU与主板连接的速度，这个概念是建立在数字脉冲
信号震荡速度基础之上的，而前端总线的速度指的是数据传输的速度，也就是说，
100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次；而100MHz前端总线指的是每
秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。
CPU的外频在近几年内有着突飞猛进的进步，97年还在流行的66MHz很快就失去
了原来的风采，到98年中期，Intel随着其BX主板芯片组提出了新一代的100MHz外
频标准，实际传输速率达到800MB/s；随之AMD立刻推出的在外频这个概念上可谓“
划时代”的Athlon CPU，把外频和前端总线的意义清晰的分出来。Athlon CPU采用
了一种可以在脉冲信号上下沿都进行数据传输的技术，AMD称其为“双倍前端总线
”。也就是说Athlon若采用的是100MHz外频，它的前端总线就为200MHz，其实际数
据传输率即可以达到1600MB/s。至此，前端总线的意义就有了进一步的飞跃。
不久之后，Intel又在完善自身技术的基础上推出了133MHz外频的新款CPU，在
99年推出样品，使133MHz成为现在市场上的主力军。外频速度高，CPU就可以同时
接受更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。与此同时，
AMD进一步在133MHz外频的基础上进行优化，并于今年年初推出具有266MHz前端总
线的Athlon CPU——Athlon 1.33GHz，数据传输率可达到2133MB/s，与今后的DDR
内存的双倍速度技术相配合，可以达到更高的内存子系统性能，至此计算机的性能
又进一步得到升级。通过CPU设计在不断的追求高外频、高前端总线这个现象不难
看出外频和前端总线的重要性。
而提高前端总线的另一个重要的作用是真正实现主频的提升，由于工艺技术上
的限制，一般情况下，高于10倍倍频的CPU就已经不容易生产出来，而且其稳定性
也会比较差，因此外频在一定程度上限制了CPU主频的提升。不难看出，如果同样
采用10倍倍频，100MHz外频可以使主频达到1GHz，133MHz外频可以使主频达到1.
33GHz，而采用了266MHz前端总线，就可以很容易的实现2.66GHz的主频，对于CPU
主频的进一步提升进行了充分的准备。
倍频
倍频就是CPU的运行频率与整个系统外频运行频率之间的倍数，在相同的外频
下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本
身意义并不大。这是因为前面提到CPU与系统之间数据传输速度是有限的，单纯的
一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应——CPU从系统中
得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度，可想而知，这样无疑是一种浪费
。
据有关计算可以得知，CPU的外频在5～8倍的时候，其性能能够得到比较充分
的发挥。如果超出这个数值的话，低或者高都不是很完善。偏低还好说，不过是
CPU本身运算速度慢而已，高了以后就会出现显著的“瓶颈”效应，系统与CPU之间
进行数据交换的速度跟不上CPU的运算速度，从而浪费CPU的计算能力。因此某些高
于10倍频的CPU就已经达到了极限了，继续盲目的追求倍频，只能是一种浪费。
综上所述，对于最终用户来说，根本不可能够通过对CPU的改造来获取完整的
性能，因此需要权衡各个性能指标的优劣及实际意义，选择一款能够实现高性能的
CPU。其实一直以来，AMD在CPU最佳性能的提供上做得相当到位，其最新款的速龙
(Athlon)1.33GHz的CPU就具有高外频、高前端总线、适当的倍频以及已经完全能够
满足我们需要的主频，基本符合CPU性能指标所规定的最佳配备的标准，进一步满
足了用户追求高速电脑的需求。
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