时钟周期或者时钟频率或者是时钟电路在计算机中起着什么作用呢?
当时钟周期电路运行在计算机总线上时,它相当于一个信号量。控制总线上的信号传输。
电脑CPU时钟周期和时钟频率概述
从工作方式上来说,CPU有两种类型:同步CPU和异步CPU。
异步CPU不太常见,同步CPU更常见。
既然是同步CPU,当然就必须有同步机制,或者说有一个“监督者”来维护同步状态。
否则,如果你做同样的事,我也做同样的事。
没有统一协调,早就乱了。
在计算机中,完成这项工作的是时钟发生器——它不断地向芯片发送连续的脉冲信号。
每次脉冲到达时,芯片中的晶体管都会改变状态,从而使整个芯片完成特定的任务。
收集命令并完成任务。
计算机中有很多半导体芯片,这些芯片按照时钟发生器发送的特定时钟频率有序地工作。
如图所示,时钟发生器发出的脉冲信号发生周期性变化的最短时间称为振荡周期,也称为CPU时钟周期。
它是计算机中最基本、最小的时间单位。
如上所述,每一个脉冲(即一个振荡周期)到来,芯片中的晶体管就会改变状态,让整个芯片完成某些任务。
在一个振荡周期内,晶体管仅改变状态一次。
因此,较小的时钟周期意味着较高的工作频率。
在一秒(1s)内,振荡周期的数量称为时钟频率,俗称基频。
不难看出主频与时钟周期的关系:时钟频率(主频)=1CPU时钟周期时钟频率(主频)=\frac{1}{CPU时钟周期}时钟主频(主频)=CPU时钟周期1
从上面的关系不难推出,主频越高,CPU的数据速度越快。
每个芯片都有自己的频率限制。
由于计算机中的芯片大多是数字逻辑芯片,数字芯片中的许多晶体管都工作在开关状态,它们的导通和截止动作是按照时钟信号的节奏进行的。
如果时钟频率太高,晶体管的状态可能不会随时间改变,从而导致死锁或随机错误操作。
有些CPU芯片允许在短时间内提高时钟频率,俗称“超频”,以达到更好的性能。
当然,如果长时间超频的话,会对芯片造成不可挽回的损害。
注意!主频越高,处理器的数据速率越快。
然而,主频并不等于处理器在一秒钟内执行的指令数,因为一条指令的执行可能需要几个时钟周期。