Как поддерживается тактовая частота процессора?

Как поддерживается тактовая частота процессора?

Я читал статью.Тактовая частотаиз Википедии, которая говорит следующее:

Тактовая частота обычно относится к частоте, на которой работает ЦП. Тактовая частота ЦП обычно определяется частотой кристалла генератора.

Итак, мне интересно, если у меня тактовая частота 1 ГГц (или скорость процессора?), какова будет частота кварцевого генератора? Она не может быть такой же, как тактовая частота?

решение1

Кристаллы кварца могут вибрировать на разных частотах.

Кварцевые кристаллы изготавливаются для частот от нескольких десятков килогерц до десятков мегагерц.

Источник

Итак, производители материнских плат выбирают кристалл, который вибрирует на подходящей частоте, а затем пропускают его черезнемного электроникичтобы умножить его до желаемой тактовой частоты процессора.

В статье Википедии есть раздел, в котором перечисленычасто используемые частоты кристалла

решение2

Нет, это не так. Кристалл — это механизм синхронизации. Процессор работает синхронно с кристаллом. Простой пример — посмотреть на широко любимыйАрдуиноКомплект для прототипирования

Он работает на 16mHzчастоте (мега; один равен 8mHz), но вы можете разогнать его до 32mHz, или разогнать до8mhZ

На мега кристалл должен 16mhzуравнивать тактовую частоту просто потому, что он достаточно дешев, чтобы сделать это. Но чтобы разогнать его, вы говорите Скорость кристалла * 2 = 32mhz.

Таким образом, каждый цикл ЦП 32mhzравен 0,5 колебания кристалла.

Понимание основ и переход к 1ghz, 2ghzявляется гораздо более сложной ситуацией. Чтобы достичь таких тактовых частот, необходимо было сделать другие промежуточные компоненты. Вот почему вы можете установить множители в вашем BIOS, чтобы задать скорость цикла вашего процессора.

И на этом уровне вы умножаете скорость шины, а не кристалла. Фактическая скорость шины определяется компонентами, которые включают кристалл. Который, вероятно, может быть 32khzили 32mhz(старая шина ISA) или что-то еще, в зависимости от того, какая шина вам нужна.

Итак, шина ОЗУ, графическая шина, шина ЦП — все они работают на своих соответствующих частотах цикла.

В материнских платах все гораздо сложнее, чем в приведенных мной примерах.

решение3

Осциллятор — это просто очень постоянный компонент (обычно кварцевый кристалл с некоторой присоединенной электроникой), который выдает некоторую форму сигнала времени, который может использовать система. Так что, скажем, осциллятор «колеблется» каждые 20 мс (совершенно произвольно), тогда система точно знает, какова продолжительность 20 мс, и может вычислять что-то из этого.

Например, процессор с частотой 1 ГГц выполняет 1 000 000 000 циклов в секунду. Если бы вы захотели синхронизировать это с осциллятором, вам пришлось бы разделить все это на меньшие части. Таким образом, 20 мс — это 0,02 секунды. Таким образом, процессор знает, что для поддержания тактовой частоты 1 ГГц ему необходимо выполнить 2 000 000 (20 млн) циклов каждый раз, когда осциллятор «тикает».

Связанный контент