2.带宽与频率
与频率相关的另一个参数是数据传输率,也称为“带宽”,用于衡量数据通信速度的快慢。通常情况下,带宽=时钟频率×(位宽÷8)。譬如PCI总线的时钟频率为33.33MHz,因其位宽为32bit,所以其带宽为33.33×(32÷8)=133MB/s。
3.CPU的频率
在286及以前的电脑中,CPU的频率与外部总线的频率相同。Intel 386电脑中采用了时钟分频方式,时钟电路提供给CPU的时钟信号的频率66MHz,而CPU内部则以33MHz的频率工作。Intel 80486 DX2则采用倍频方式,它允许CPU以2倍或3倍于外部总线的速度运行,但仍以原有时钟频率与外界通讯。进入Pentium时代以后,倍频技术获得广泛应用,目前处理器的倍频已达20倍。
系统时钟频率:通常也称作“外频”——CPU外部总线的时钟频率。外频由频率合成器芯片提供,后文将对频率合成器芯片进行详细介绍。主频:主频是CPU内核(整数和浮点运算器)电路的实际运行频率,由外频(或前端总线频率)与倍率共同决定,也即:主频=外频×倍率。
前端总线频率:前端总线(Front Side Bus,FSB)频率是CPU和北桥芯片间进行数据交换的频率,它与外频既有联系,又有区别。外频是前端总线时钟信号的频率,而前端总线频率是指数据传输的频率。对于Pentium 4处理器来说,由于采用了QDR(Quad Data Rate,4倍数据比率)技术,1个时钟周期内可以传输4次数据,所以前端总线频率相当于外频的4倍:FSB 800MHz的处理器,外频只有200MHz。
二、谁在产生频率?
我们可以将作为频率源的时钟信号发生器看作电脑的心脏。只有心脏跳动起来,电脑才能工作。
1.振荡源:晶体振荡器
芯片本身通常并不具备时钟信号源,因此须由专门的时钟电路提供时钟信号,石英晶体振荡器(Quartz Crystal OSC)就是一种最常用的时钟信号振荡源。
石英晶体就是纯净的二氧化硅,是二氧化硅的单晶体,即我们常说的水晶。石英晶体有天然(Crude)晶体和人工合成(synthetic)晶体两种。天然石英晶体的杂质含量和形态等大多并不统一,因此电子线路中的晶体振荡器多使用人造石英晶体。
从一块晶体上按一定的方位角切下薄片(称为“晶片”),在晶片的两个表面上涂覆一层薄薄的银层后接上一对金属板,焊接引脚,并用金属外壳封装,就构成了石英晶体振荡器(图2)。
图2:a、b 石英晶体振荡器。示意图(左),实物图(右)。