¿Por qué los sistemas como los sistemas de almacenamiento y los sistemas de visualización tienen una frecuencia más baja que la frecuencia del reloj del sistema?
#1. A menudo escuchamos los términos frecuencia de reloj, FSB y overclocking. ¿Cuáles son estos conceptos exactamente? ¿Cuál es la relación entre ellos? ¿Qué impacto tienen la frecuencia y los niveles del bus frontal en la velocidad de funcionamiento de la computadora? ¿El overclocking es incorrecto? Este artículo la responderá por usted. #1 Relojes y frecuencias
En electrónica, una señal de pulso es una señal de pulso continuo enviada con una cierta amplitud de voltaje durante un cierto intervalo de tiempo. El llamado período se refiere al intervalo de tiempo entre el primer pulso y el segundo pulso; la llamada frecuencia se refiere al número de pulsos generados en una unidad de tiempo (por ejemplo, 1 segundo). La periodicidad de una señal consiste en el número de pulsos por unidad de tiempo, y la frecuencia de la señal de pulso se describe mediante el nombre de la medición y el número de mediciones, la unidad estándar de medición de frecuencia es Hz (hercios); Un sistema informático típico es un generador de señales de impulsos con una frecuencia de reloj muy precisa y estable. Para conocer la frecuencia y el período de las señales de pulso, consulte ^300701a^. La expresión matemática de la frecuencia "f" está en unidades de Hz (hercios), kHz (kilohercios), MHz (megahercios) y GHz (gigahercios). 1G = 1000MHz, 1MHz = 1000KHZ, 1kHz = 1000Hz. La unidad de tiempo de cálculo del período de la señal de pulso y la relación de conversión correspondiente son: s (segundos) ms (milisegundos), microsegundos (microsegundos), ns (nanosegundos), que incluyen: 1 segundo = 1000 milisegundos, 1 milisegundo = 1000 μs. µs = 1000 ns.
Los relojes de computadora y los "relojes" que usamos todos los días ya no son "una especie de instrucciones, sino simplemente un generador de señales de pulso que emite continuamente pulsos a una frecuencia específica". En cuanto a que los COMS de la placa base de la computadora conserven la funcionalidad de fecha y hora, esa es otra historia.
¿Por qué hay un reloj en un sistema informático? Por ejemplo, cuando hacemos los ejercicios de transmisión, siempre tenemos que grabar los ejercicios de transmisión (una persona todavía tiene que gritar la orden. En docenas de ejercicios, hay hombres, mujeres, viejos y jóvenes, pero siempre que sean todos). Haga los ejercicios de transmisión al mismo ritmo, se pueden hacer con bastante claridad. De manera similar, la computadora también es un sistema de procesamiento de datos complejo. La CPU procesa datos de acuerdo con ciertas instrucciones. Cada vez que se ejecuta una instrucción, los registros de la unidad de operación y los controladores dentro de la CPU deben cooperar entre sí cada vez que se ejecuta una instrucción. , la unidad de CPU internamente Se requieren múltiples operaciones de diferentes longitudes, pero todas se pueden sincronizar uniformemente de acuerdo con los pulsos del reloj, de modo que todo el sistema pueda funcionar de manera coordinada y normal. Además, la CPU, el sistema de almacenamiento y el sistema de visualización de la computadora, además del funcionamiento de estos subsistemas, también requieren el uso de señales de reloj de frecuencias específicas para realizar operaciones estandarizadas, por lo tanto, además de la frecuencia de la CPU y el reloj del sistema. Además del reloj de la interfaz AGP, también hay señales de reloj para el bus ISA y el bus PCI, por supuesto, la frecuencia del reloj del sistema informático es menor que el reloj del sistema.
Velocidad de reloj número 1 y FSB
El bus del sistema informático generalmente se refiere a la unidad de interfaz de E/S de la CPU y la memoria del sistema, caché de nivel 2, chipset de la placa base y bus del sistema. El reloj se utiliza para el canal de transmisión de datos entre instrucciones, que es lo que a menudo llamamos reloj externo del sistema y reloj de la CPU (FSB), que son los distintos subsistemas del sistema informático. El reloj base es el reloj de todas las diferentes frecuencias asociadas con el reloj del sistema, consulte ^300701b^.
Mirando el 486DX2 (CPU) y el núcleo, la frecuencia de la CPU no coincide con el FSB (frecuencia de reloj del sistema). El reloj del sistema de una computadora 586686 es el reloj del FSB de la CPU, el reloj del sistema, y una señal de reloj basada en una multiplicación proporcional especificada, el reloj del núcleo de la CPU. La frecuencia principal del reloj central de la CPU de la computadora generalmente se llama frecuencia. Por ejemplo, suponiendo que la computadora sea un Pentium-233, el reloj del sistema de la computadora es 66 MHz, reloj (66 × 3,5) = 233 MHz.
^ 300701b ^ Se puede ver que el reloj del subsistema y el divisor de reloj de la interfaz AGP se obtienen de acuerdo con una cierta relación del reloj o multiplicador del sistema, por lo tanto, se ajusta la frecuencia del reloj del sistema de la computadora. inevitablemente cambiará otros La frecuencia de la señal de reloj de cada subsistema afecta el funcionamiento real de cada subsistema. Para los entusiastas de las computadoras, el sistema debe prestar total atención al funcionamiento de overclocking de la CPU.
#1 Frecuencia, FSB y velocidad de funcionamiento
El método de cálculo de la velocidad de transferencia de datos se utiliza a menudo en la comunicación de datos por computadora: frecuencia de reloj × ancho del bus de datos ÷ 8 = Betys/s frecuencia de reloj del intercambio de datos entre la CPU, la memoria del sistema, la interfaz de pantalla (como el "bus" AGP) y el chipset de la placa base, el chipset de la placa de expansión, el bus de expansión (ISA, PCI) y los sistemas informáticos. 66 MHz Cuando , la velocidad de transferencia de datos entre la memoria del sistema y la CPU es 528 MB/s. La frecuencia de reloj de la interfaz de visualización AGP de alta velocidad es el modo X1 de 66 MHz, pero debido a que el ancho de datos es solo 32, la velocidad de transferencia de datos de la interfaz AGP solo puede alcanzar 266 MB/s. El ancho de datos del bus PCI es 32. pero dado que la frecuencia de reloj del bus PCI es de solo 33 MHz, la velocidad máxima de transferencia de datos del bus PCI es de solo 133 MB/s. Según el chip de placa base 440BX de Intel Corporation, la tasa de intercambio de datos entre la CPU y la memoria del sistema con una frecuencia de reloj del sistema de 66MHz a 100MHz es de 800MB/s (100×64÷8). Se puede ver que bajo las mismas condiciones de ancho de datos y canal de transmisión, simplemente aumentar la frecuencia del reloj operativo puede aumentar la velocidad de transmisión de datos.
Además, aumentar la velocidad del reloj de la CPU para aumentar la velocidad de la CPU también es una medida muy efectiva. Suponiendo que cierto tipo de CPU ejecuta instrucciones aritméticas en un ciclo de reloj (es decir, ^300701a^, un ciclo), cuando la CPU funciona a una velocidad de reloj de 100 MHz, es 1 veces más rápida que cuando funciona a 50 megaciclos. Un ciclo de reloj de 100 MHz tarda la mitad de tiempo que un ciclo de reloj de 50 MHz, que es el tiempo que tarda la CPU en funcionar con un reloj de 100 MHz. El tiempo necesario para que la CPU ejecute instrucciones a una velocidad de reloj de 100 MHz se reduce a la mitad, a sólo 10 ns, en comparación con los 20 ns a una frecuencia de 50 MHz. La velocidad de cálculo, naturalmente, se duplica. La velocidad general de la computadora depende de la velocidad del procesador central, pero también está relacionada con el funcionamiento de otros subsistemas. Por lo tanto, mientras la gente intenta constantemente aumentar la frecuencia de funcionamiento del procesador central, también intenta aumentarla. la frecuencia del reloj del sistema informático El objetivo final de estos esfuerzos es mejorar la velocidad general de ejecución de la computadora, porque solo mejorando la velocidad de ejecución de la computadora se puede mejorar la velocidad general de ejecución, porque solo mejorando. la velocidad de transmisión de datos entre subsistemas y la velocidad de funcionamiento de cada subsistema pueden mejorar la velocidad de funcionamiento general. La velocidad a la que funciona su computadora.
#1: Mejorar la velocidad de ejecución de la computadora
Solo aumentando la velocidad de ejecución de la computadora y la velocidad de ejecución de la CPU de cada subsistema, la velocidad de ejecución general de la computadora ser verdaderamente mejorado.
Un factor que limita el aumento de frecuencia del bus frontal
Dado que la frecuencia de la CPU y la frecuencia del reloj del sistema pueden aumentar la velocidad de funcionamiento del sistema informático, hasta ahora, la frecuencia principal del Pentium II sólo puede A 400MHz, los sistemas informáticos sólo tienen una frecuencia de 66MHz a 100MHz? Esto se debe a que existen barreras técnicas temporalmente insuperables entre la frecuencia del reloj de la CPU y la frecuencia del reloj del sistema.
El aumento de la frecuencia de funcionamiento de la CPU está limitado por el proceso de producción.
Dado que la CPU se fabrica en una oblea semiconductora, los componentes de la oblea deben estar correctamente alineados en un estado de alta frecuencia durante el menor tiempo posible para reducir la interferencia parásita de la capacitancia distribuida del conductor y garantizar las operaciones aritméticas correctas de la CPU. Sin embargo, el proceso actual de producción de CPU de línea acoplada por conductor solo puede alcanzar 0,25 micrones y la velocidad de reloj de la CPU solo puede alcanzar 400 MHz. Sin embargo, según expertos de la industria, la frecuencia principal de la CPU generada por esta brecha es de 700 MHz, lo cual no es el caso. para la tecnología de 0,18 micrones. Pregunta: si se basa en la tecnología de conductores de cobre de IBM, entonces se puede fabricar una CPU principal con una frecuencia operativa más alta.
Por otro lado, los intentos de aumentar la frecuencia del reloj del sistema también se ven obstaculizados por dispositivos periféricos que funcionan más lento. En la última década, aunque la tecnología de los dispositivos periféricos, el principal dispositivo de almacenamiento de datos, ha sido progresiva, su velocidad de desarrollo es muy diferente del progreso de desarrollo de la CPU. Tomemos como ejemplo los discos duros. Aunque los fabricantes no han cejado en la mejora de la tecnología de fabricación de discos duros, la velocidad real de lectura y escritura de los discos duros es de sólo unos 7 MB/s. La interfaz del disco duro sólo puede funcionar con un reloj de aproximadamente 33 MHz. Si la frecuencia del reloj aumenta demasiado, es posible que el disco duro no funcione correctamente. ^ 300701b ^ Se puede ver claramente que los cambios en la frecuencia del reloj del sistema también cambiarán la frecuencia del reloj de los buses de expansión ISA y PCI, por lo que inevitablemente afectará el estado de funcionamiento de los dispositivos externos conectados a estas interfaces, por lo que no podemos estar indiscriminadamente. Incrementar significativamente la frecuencia del reloj del sistema.
#1 Selección del bus frontal durante la operación de overclocking
300701b Podemos entender claramente la correspondencia entre el reloj de la CPU de 586686 y el reloj del sistema de la computadora Pentium 166 166MHz. La frecuencia es 2,5 veces el reloj del sistema de 66 MHz, por lo que, en teoría, cambiarla a 3 puede hacer que funcione a una velocidad de reloj de 200 MHz. Esto es lo que a menudo llamamos a la CPU "overclocking Pentium 166 veces la frecuencia". Incluso hay muchas personas tomando notas en la CPU. BR />El overclocking "perjudica los intereses de los fabricantes de CPU, Intel bloquea la mayoría de sus productos de CPU". En términos de tecnología, el bloqueo de frecuencia significa que la CPU utiliza un coeficiente multiplicador fijo para limitar el overclocking de la CPU por parte de los usuarios y el rendimiento de la CPU. está bloqueado por frecuencia El factor de multiplicación lo establece artificialmente el usuario. Cuando el factor de multiplicación excede la CPU original, la CPU aún usa el factor de multiplicación de la frecuencia de reloj del sistema original para garantizar que la CPU funcione al valor de frecuencia nominal. El factor de multiplicación de frecuencia del Pentium 133 está bloqueado en 2, por lo que no importa cómo configure el multiplicador de la placa base, no puede forzarlo a funcionar por encima de una frecuencia de reloj de 133 MHz. El rendimiento específico del reloj central de la CPU en la placa base se establece más allá del valor nominal y la CPU aún se ignora.
El Tao tiene un pie de altura y el diablo tiene un pie de altura. Para el bloqueo de frecuencia de Intel, muchos entusiastas de las computadoras han adoptado un enfoque diferente y han implementado el método de aumentar la frecuencia del reloj del sistema (en realidad, aumentan el factor de multiplicación especificado de la frecuencia externa de la CPU que funciona a una frecuencia de 133 MHz). Forzar el desbloqueo de la CPU a un tiempo específico valor nominal superior al de la frecuencia principal. El método específico es aumentar el voltaje de funcionamiento en la CPU a 75MHz u 83MHZ del reloj original del sistema de 66MHz y luego realizar los ajustes apropiados. De esta manera, aunque el multiplicador de frecuencia de la CPU permanece sin cambios, la velocidad del reloj en el Pentium es. funcionando a 133 (75 × 2) = 150 MHz (83 × 2) = 166 MHz. Para otras CPU Pentium II 233 686 con frecuencia bloqueada, este método también se puede manejar, pero aumentar el reloj del sistema no necesariamente es exitoso en todas las computadoras. Esto se debe a que aumentar la frecuencia del reloj del sistema hará que la frecuencia del reloj de la memoria del sistema. , el reloj del bus PCI y la interfaz AGP aumentan. El reloj del bus PCI es la mitad del reloj del sistema. Cuando el reloj del sistema es de 75 MHz u 83 MHZ, y la frecuencia del reloj del bus PCI corresponde a 37,5 MHz o 41 MHz o superior, puede ser que una parte considerable del disco duro de una determinada marca. no está funcionando correctamente.
De manera similar, cuando la frecuencia del reloj del sistema es de 66 MHz, la frecuencia del reloj de la interfaz de visualización AGP es igual a la frecuencia del reloj del sistema. Cuando la frecuencia del reloj del sistema alcanza los 75 MHz u 83 MHz, la frecuencia del reloj de la interfaz AGP también alcanzará los 75 MHz. La frecuencia del reloj de funcionamiento alcanza los 83 MHz. También hay bastantes marcas de tarjetas gráficas AGP que no pueden funcionar correctamente. Casi todas las tarjetas gráficas AGP no pueden funcionar correctamente cuando el reloj del sistema es de 100 MHz. Cuando la frecuencia del reloj del sistema es de 112 MHz, el reloj del sistema es de 133 MHz. La frecuencia se ve afectada porque el bus PCI y la interfaz AGP son de 66 MHz. En el mismo sistema informático, aumentar la frecuencia del reloj del sistema hará que el disco duro y la tarjeta gráfica no funcionen normalmente.
Sin embargo, esta situación no se puede generalizar. Algunas placas base utilizan tecnología de conversión de frecuencia especial. Las frecuencias de reloj del bus PCI y AGP todavía están cerca de la frecuencia operativa estándar. Las configuraciones específicas deben consultarse en el manual de la placa base. Además, a medida que aumentan la frecuencia del reloj del sistema y la frecuencia de trabajo de la caché L2 dentro de la CPU Pentium II, el aumento correspondiente en la velocidad de acceso a la caché L2 es limitado cuando la frecuencia del reloj del sistema aumenta a un cierto nivel (por ejemplo, de 66 MHz a 100 MHz). ), la caché L2 puede no funcionar correctamente, por lo que debemos tratar el overclocking de CPU desbloqueada y de CPU desbloqueada de manera diferente. Al desbloquear la CPU, podemos mantener la frecuencia normal del reloj del sistema (CPU FSB). Al realizar overclocking utilizando el método multiplicador de CPU, el éxito del overclocking solo depende del rendimiento y la calidad de la CPU. Overclocking de CPU, de ello dependerá el éxito del overclocking. No sólo depende del rendimiento y calidad de la CPU, sino también del rendimiento y calidad de componentes como la memoria del sistema (RAM), el disco duro y la tarjeta gráfica AGP. Por lo tanto, cuando se ejecuta una CPU overclockeada, se deben tener en cuenta estos factores, y ya es suficiente.