cpu頻率范文

導語：如何才能寫好一篇cpu頻率，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

它是整臺手機的控制中樞系統，也是邏輯部分的控制中心。微處理器通過運行存儲器內的軟件及調用存儲器內的數據庫，達到控制目的。

例如：

1、德州儀器：

優點：低頻高能且耗電量較少，高端智能機必備cpu。

缺點：價格不菲，對應的手機價格也很高，OMAP3系列GPU性能不高，但OMAP4系列有了明顯改善，數據處理能力較弱。

2、INTEL：

優點：CPU主頻高，速度快。

缺點：耗電、每頻率性能較低。

3、高通：

優點：主頻高，數據處理性能表現出色，擁有最廣泛的產品路線圖，支持包括智能手機、平板電腦、智能電視等各類終端，可以支持所有主流移動操作系統，支持3G、4G網絡制式。

篇2

美國國家半導體接口產品部技術營銷經理Dave Lewis表示：“下一代無線通信需要提供客戶需要的隨處可見的寬帶服務，任何時間、任何地點都可以得到內容豐富的多媒體業務，如語音、文本短信、電子郵件、移動電視、游戲以及定位服務等等。移動運營商出于增加收入的目的，也非常樂于擴大新的基于數據業務的服務。但目前的2．5G和3G網絡存在的問題是只有有限的帶寬來支持這些以數據為中心的用戶。在有限的帶寬下，運營商需要更加有效地利用現有的頻譜帶寬，以較低的成本去支持更多用戶。”

無論是現有網絡還是大家寄希望很高的下一代網絡基礎設施，頻譜帶寬并不是可以任意擴大，相反由于用戶數量增多，頻譜效率問題將越來越突出。基站設備供應商及運營商必須充分利用現有的頻譜，提高寬帶網絡的容量，以及進一步擴大其覆蓋范圍，才可在符合成本效益的基礎上，確保能夠傳送大量數據及移動通信設備的寬帶視頻信號。由于目前的調制及編碼技術無論在頻率還是速度方面，已接近理論上傳輸極限，因此供應商及運營商都紛紛將技術改革的重點放在打破地域的限制上，例如采用分散式基站結構以及更多的天線，以便為廣大的移動電話用戶提供媲美DSL線路的卓越傳送效果。

美國國家半導體的SCAN25100CPRI串行／解串器除了適用于新一代的G SM、CDMA、W―CDMA、CDMA2000、WiMAX、TD-SCDMA及其他基站結構之外，也適用于雷達系統、衛星通信設備、測試儀器、醫療成像設備、高能粒子加速設備及其他高性能的數據傳輸系統。分散式基站結構將射頻電路從基站，移到了各個天線端口，讓射頻系統不必集中在一個地方。這些遠程射頻單元(RRH)會產生互連延遲及同步問題，對中央基站造成干擾，因此技術上仍有許多問題尚待解決。美國國家半導體的SCAN25100 CPRI串行／解串器不但采用正申請專利的高精度延遲校準測量(DCM)電路，而且其中的發送及接收系統鎖相環路都各自獨立，因此系統無需另外添加任何元件，無需進行復雜的干預，可準確測量延遲時間，以及確保遠程射頻單元與中央基站保持同步。

篇3

CPU主頻緣何不升反降

酷睿i5/i7支持睿頻2.0加速技術，按理說在玩游戲或一些高負載應用中會自動超頻以提升性能，但為什么在需要加速的時候卻自動降頻了呢？筆者認為，搭載酷睿i5/i7處理器的筆記本往往也會與更高端的獨立顯卡（GPU）組合，以取得更好的游戲和娛樂體驗。而Intel平臺支持一項名為“BD PROCHOT”的技術，它會在CPU和GPU的溫度、功耗明顯升高時優先降低CPU的頻率，以達到控制整機溫度及功率保護的目的（見圖1）。應該說，這個設計的初衷是好的，可以有效防止筆記本過熱和超出額定功率帶來的損害，但一旦因功耗或溫度引起CPU自動降頻時必然會造成游戲的卡頓。至于進行游戲時CPU降頻的根本原因，目前來看主要有以下幾種：

1功率的限制：

一些筆記本廠商為新品配備的還是老產品的電源適配器，無法滿足新版CPU和GPU滿負載應用時的需求，此時，BD PROCHOT功能開啟，優先保證GPU的功率，而強行降低CPU的功率導致CPU降頻。

2溫度的限制：

在CPU和GPU的溫度同時升高到筆記本設定的閾值時，BD PROCHOT功能開啟，強制降低CPU的頻率，減少發熱以保護整機。

3并非單一因素限制：

即可能由溫度和功率共同作用，但是我們可以看出，無論是哪種限制，都是GPU的工作優先級更高，因此CPU的頻率總是會被優先降低。對此，筆者通過一系列測試，找到了防止CPU降頻的解決方案。

方案一

系統設置防降頻

調節“電源選項高級設置”里的最大處理器狀態（見圖2），強制降低CPU主頻，以達到減少CPU功耗和發熱，防止降頻的目的。首先先來看一個電源管理中處理器狀態與處理器的頻率的對應表（以酷睿i5-2410M為例）。通過電源管理，我們可以手動控制CPU的頻率，降低CPU的功耗和發熱后就能最大限度避免CPU自動降頻。在進行游戲時，筆者建議將處理器的最大最小狀態都調節為99%，關閉睿頻，減少功率和發熱，如果仍然存在降頻卡頓現象，可以進一步調節為78%-98%。

最大處理器狀態 CPU最大頻率

100% 2.3GHz（開啟睿頻，最高可達2.9GHz）

99% 2.3GHz（關閉睿頻）

78%-98% 1.8GHz

69%-77% 1.6GHz

60%-68% 1.4GHz

52%-59% 1.2GHz

43%-51% 1.0GHz

0%-42% 0.8GHz

方案二

關閉BD PROCHOT功能

對于酷睿i5和i7來說，睿頻加速技術是其最大賣點，關閉此功能不就和低端的酷睿i3沒有區別了嗎？如果你想在玩游戲時讓CPU一直保持在全速工作狀態，則可以利用第三方軟件“ThrottleStop”（下載地址/downloads/）解除BD PROCHOT功能對功率和發熱的限制，同時還可以鎖定最大頻率，防止降頻。在筆記本上安裝并運行該軟件，首先在主界面點擊“Options”按鈕，在“Options”設置頁中勾選“Unlock Bidirectional PROCHOT”項，點擊“OK”按鈕返回軟件首頁，去除“BD PROCHOT”選項前面的勾選（見圖3），最后再點擊主界面上的“Save”和“Turn On”按鈕即可（見圖4）。

兩種方案結合更合理

如果需要一個折中的效果，以上兩種方案可以結合使用。如果你擔心CPU在睿頻加速狀態時溫度過高，可以手動降低CPU頻率至合適值后，再開啟ThrottleStop防止GPU功耗增加后使CPU再次降頻。這樣的話，既可以保證游戲的流暢度，又可以防止CPU和GPU的發熱量太大損壞硬件。如果在游戲的同時給筆記本配備散熱墊等輔助散熱裝置，也可以更好地控制溫度。筆者的建議是：玩游戲時可把CPU最大最小狀態在電源管理里調到99%（關閉睿頻），然后開啟ThrottleStop將CPU頻率鎖定為默認最高值（i5-2410M為2.3G，i7-2630QM為2.0G），防CPU降頻以免卡頓。

篇4

筆者本次操作的主角是采用Wolfdale核心，主頻為3，16GHz的酷睿2雙核E8500。與很多DIY玩家一樣。拿到這顆處理器后筆者首先想到的便是看看它的超頻潛力究竟如何，為此筆者動用了所能收集到的最頂級的硬件設備。為這顆處理器量身打造了一個高性能超頻平臺。希望能看清這只頭狼的真正實力。

操作前的準備

Wolfdale掃盲在開始正題之前，還是讓筆者花一點點時間讓大家來認識一下Wolfdale核心。Wolfdale采用45納米制造工藝，由第一批基于65納米制造工藝的Conroe核心改進而來，是基于英特爾Penryn微架構的雙核產品線。而四核核心Yotkfield則采用的是將兩顆Wolfdale封裝在一顆CPU之內的解決方案。

首批基于Wolfdale核心的桌面級處理器(E8190，E8200，E8400和E8500)主頻從2.66GHz到3.16GHz不等，均采用LGA775封裝，擁有128KB一級緩存，6MB共享二級緩存和1333MHz前端總線頻率。和其他桌面級處理器一樣，Wolfdale同時支持32位和64位運算，并提供SSE,SSE2，SSE3和SSE4.1多媒體指令集。此外，Wolfdale還支持英特爾的增強型Speedstep。C1E，和xD病毒防護技術。

操作平臺的選擇

為了最大限度地挖掘E8500處理器的超頻潛能，筆者使用了發燒友級別的X48主板技嘉GA-X48T-DQ6和海盜船DDR3-2000內存。散熱方面，筆者使用的是ZEROtherm NirvanaNVl20 Premium風冷散熱器――筆者玩過的最牛的風冷散熱器之一。

選擇這樣的硬件配置是有原因的。Nirvana NV120Premium在散熱器測試中一枝獨秀，而GA-X48T-DQ6的超頻能力也是眾所周知的。至于海盜船DDR3內存，如此高的工作頻率讓筆者可以讓內存頻率與前端總線頻率同步。從而將處理器性能發揮到極致。

操作平臺的安裝

事實上，要把這些配件組裝起來還是費了些力氣。可以看到。Nirvana NVl20 Premium散熱器是利用主板下方的墊板進行固定，但GA-X48T-DQ6的熱管散熱器非常大，且已經固定在了主板底部的墊板上，所以筆者不得不把主板原配的熱管散熱器拆掉。在拆卸熱管散熱器的時候筆者還遇到了一些小麻煩。由于主散熱器上還有幾個用于固定副散熱器的小“機關”，因此在拆掉主散熱器后。筆者不得不用螺釘把副散熱器固定在主板上。

為了保證CPU散熱良好，筆者將CPU背面進行了精致打磨，并使用上等的散熱硅脂。本來筆者還打算對CPU散熱器進行一番同樣的打磨工作，但無奈Nirvana NVl20Premium的做工太精良了，鏡面打磨對它來說是多此一舉。于是筆者只是為它涂上了硅脂。一切準備就緒，插上CPU和內存，安裝好散熱器，Show time!

大灰狼來襲

超頻手記

由于酷睿2雙核E8500并不是一款至尊版產品，因此其倍頻并不是完全解鎖的。你可以把倍頻降至默認的9.5以下。但卻不能超過它。換言之，筆者對CPU的超頻測試只能停留在外頻超頻上。對前端總線超頻會對北橋芯片和內存構成額外壓力，因此筆者必須同時對北橋芯片組和內存進行超頻(當然，對于筆者所使用的海盜船DDR3內存而言這一切都不是問題)。

為了盡可能讓系統在高FSB下盡可能保持穩定，筆者決定在超頻之前對北橋和內存電壓進行調節。筆者在BIOS中將北橋電壓調整至1.65V，將內存電壓調整至2V。隨后。筆者以5MHz作為步進單位，逐步對CPU進行超頻。在默認的CPU核心電壓下，筆者成功將外頻超至418MHz，CPU核心頻率也達到了3.97GHz。但在筆者嘗試進一步提高外頻時，系統變得極不穩定――換言之，418MHz是默認CPU核心電壓下的極限。

很顯然。CPU是問題的關鍵，因為X48芯片組默認支持400MHz外頻，18MHz的提升幾乎可以忽略不計。而在這個情況下，CPU溫度僅為36攝氏度。因此散熱也不成問題。唯一需要做的。是提升CPU的核心電壓，以便為CPU外頻解禁。于是筆者將CPU電壓從默認的1.25V提升到1.425V，這也是筆者計劃中用風冷散熱器所能達到的最高電壓值。

提升了CPU電壓，外頻超頻也變得容易多了。這次，筆者將外頻成功鎖定在了452MHz，CPU核心頻率也達到了4.29GHz。筆者并沒有因此罷休。繼續超頻至461MHz，并成功進入了操作系統，CPU核心頻率攀升至4.37GHz。但不幸的是，盡管進入了Windows，系統也并不穩定。因此這不能算是成功的。

盡管如此，4.29GHz頻率下的系統還是無可挑剔的。而CPU溫度也沒有超過68攝氏度。內存頻率與FSB同步，達到1.8GHz。稍加計算。你便不難發現筆者將CPU主頻提升了1.13GHz，將內存頻率提升了475MHz。這無疑會對系統性能帶來極大改善。

性能對比

為了更加直觀的了解到超頻后的酷睿2雙核E8500究竟獲得了多大的性能提升，筆者進行了一些測試。測試對象分別是超頻前的E8500，超頻后的E8500和未超頻的QX9650(四核)。除了CPU之外。三個測試平臺的硬件配置完全一致：X48主板，2GB DDR3內存，GeForce8800GTX顯卡和150GB的西數Raptor硬盤。操作系統選用的是Windows VistaUltimate。

筆者同時選擇了一些單線程測試軟件和一些多線程測試軟件。核心數量并不會影響CPU在單線程測試中的表現。因此初始頻率更高的E8500(3.16GHz)在單線程測試中表現優于QX9650(3GHz)也就不足為奇了。超頻后的E8500在多線程測試中也得到了大幅度的提升，甚至具備了與四核QX9650抗衡的能力。但畢竟雙拳難敵四手。QX9650的優勢還是很明顯的。

超頻至4.29GHz的E8500在8項測試中領先，其中包括Crysis和LAME MT。由此不難看出，如果PC的主要用途是游戲、音頻編碼或其它單線程任務。高主頻雙核處理器無疑要比低主頻四核更超值――況且四核處理器的售價更高。當然。對雙核處理器進行適當超頻會讓你獲得更多的回報。

血的教訓

這里還必須提一下，筆者在進行超頻操作的過程中曾嘗試使用了一個風險較高但“號稱”效果很棒的方法一內核直接散熱!也就是手動移除CPU上蓋。直接對內核進行散熱。目前大多數CPU都事先安裝好了金屬上蓋，以保護CPU內核不受損壞，但這些金屬上蓋卻從一定程度上影響了CPU內核的散熱。

內核直接散熱法的概念就是移除CPU金屬上蓋。直接將散熱安裝在CPU內核之上。沒有了金屬上蓋的阻擋，CPU內核產生的溫度可以更容易被帶走。CPU內核溫度的降低也能提升超頻空間，讓超頻高手可以做出更加瘋狂的事。在本次超頻的過程中，筆者也的確破壞了幾顆E8500處理器――移除了它們的上蓋。

首先將CPU上蓋朝上固定好，并用妥善的方法保護好CPU下部，避免不必要的劃傷和損壞。隨后對金屬上蓋進行加熱，使用于固定上蓋的環氧樹脂軟化。接下來用全新的剃刀片小心割開已經軟化的環氧樹脂，成功卸下上蓋。但遺憾的是，上蓋雖然拆了下來，但CPU再也點不亮了。

考慮到Wolfdale核心的Core 2 Duo處理器的超頻水平，筆者建議用戶還是讓CPU金屬上蓋老老實實呆著吧。當然，誰都希望能讓CPU更涼快點兒。讓超頻幅度更大一點兒，但如果為此撬開上蓋犧牲了CPU。顯然是得不償失的。

篇5

“電子遷移”理論

了解CPU相關知識的電腦用戶都應該知道超頻所帶來的危害。當他們還是“菜鳥”的時候，就有“老鳥”不斷的告誡他們，超頻會加速CPU內部的“電子遷移”。不但嚴重影響其正常的使用壽命，還很有可能造成CPU的燒毀。然而就目前的實際情況來看，一塊CPU在超頻狀態下穩定工作三四年并不算稀奇的事情，“電子遷移”所造成的影響幾乎可以忽略不計。即使真的有CPU在超頻過程中燒毀，也大多是散熱條件沒有及時跟上所造成的。主板超頻技術的不斷發展，幾乎消滅了CPU因為超頻而燒毀的可能性。所以對于大多數電腦用戶來說，超頻并不是危險的舉動。

二級緩存更易損壞

超頻所帶來的真正危害并不是純粹的壽命影響，也不是CPU燒毀慘劇的發生，而是二級緩存可能因為超頻所造成的完全損壞。在我們進行超頻時，不僅是CPU內核要工作在更高頻率下，CPU的二級緩存也同樣工作在更高頻率下。還是單核時代的時候，我們便已經發現，很多P4處理器在超頻性能上無法與賽揚處理器相媲美，其最主要的原因就是因為過大容量的二級緩存無法工作在更高頻率所造成的。CPU二級緩存的損壞會造成系統不穩定或注冊表丟失，損壞程度較輕的CPU雖然能夠順利進入桌面進行正常操作，但運行一些數據吞吐量較大的程序（媒體播放、游戲、平面/3D繪圖）時就會重啟或死機。這樣的CPU在穩定性方面完全無法信賴，很容易造成重要數據的丟失。

BIOS屏蔽延長CPU壽命

篇6

關鍵詞：CPU；超頻；降溫；性能優化

1　引言

CPU即中央處理器，顧名思義，它是整個計算機系統中最為重要的核心部件。集成了百萬計、千萬計，甚至數億計晶體管的CPU芯片，除了具有計算能力的電路和結構外，還擁有控制及指揮其他硬件電路相配合的中央控制器。由此可見，CPU的健康狀況，會對整套計算機系統的運行產生舉足輕重的影響。因此要想讓它竭盡所能，適時地對它進行保養、維護及優化則顯得尤為重要。

2　常見的CPU故障

2．1　頻繁死機

在排除病毒原因后，此類現象主要原因通常是由于散熱系統工作不良、CPU與插座接觸不良，或BIOS中有關CPU高溫報警設置錯誤等造成的。

對策：檢查風扇是否正常運轉(如有必要可更換大風量的風扇)、檢查散熱片與CPU接觸是否良好、導熱硅脂涂層是否均勻、取下CPU檢查插腳與插座的接觸是否可靠、進入BIOS設置調整溫度保護點等。

2．2　超頻過度造成無法開機

過度超頻后，電腦啟動時可能出現散熱風扇轉動正常，而硬盤指示燈只閃一下便沒了響應，顯示器也維持待機狀態。這種情況通常有兩種處理方法：

對策一：打開機箱，找到主板上給CMOS放電的跳線(通常都在鈕扣電池的附近)，將其置于“CMOS放電”位置，也可以將電池摳下，稍待幾分鐘后，再將跳線或電池復位并重新啟動電腦即可。

對策二：現在較新的主板大多具有超頻失敗的專用恢復性措施。如：在開機時按住“Insert鍵”不放，系統啟動后將自動進入BIOS設置選項，隨后可進行降頻操作。更為先進的主板中，還可在超頻失敗后主動“自行恢復”CPU的默認運行頻率。

2．3　開機自檢顯示的工作頻率不正常

具體表現為開機后CPU工作頻率降低，屏幕顯示“Defaults CMOS Setup Loaded”的提示，重新設置CMOS中的CPU參數后，系統可恢復正常，但故障仍會在下次重啟時繼續出現。此類情況與CMOS電池或主板的相應電路有關。這時可先測量主板電池的電壓，如電壓值低于3V，應更換CMOS電池。如果更換電池不久后，相同故障再次出現，則是主板CMOS供電回略的元器件存在漏電，建議將主板送修。

3　如何對CPU進行保養

3．1　保證良好的散熱

CPU的正常工作溫度為50℃以下，其具體工作溫度會根據不同的CPU主頻而定。散熱片質量要足夠好，且以厚底層為佳，這樣有利于主動散熱，保障機箱內外的空氣流通順暢。

3．2　注意減壓及避震

CPU毀于散熱和扣具壓力的慘劇時有所聞，主要表現在CPU的DIE被壓毀，因此在安裝CPU時應注意用力均勻，扣具的壓力要適中。

3．3　合理超頻

超頻會導致CPU工作時溫度上升，而高溫容易使內部線路發生電子遷移，縮短CPU的壽命。目前主流CPU的頻率都在2GHz以上，因此超頻前，應更多考慮延長CPU的壽命。如仍需要超頻，應盡可能不用提高內核電壓的方式實現。

3．4　用好硅脂

硅脂有很強的導熱性，安裝散熱風扇時，應在CPU及散熱片之間抹上導熱硅脂，以獲取更好的散熱效果。使用時，將其涂于CPU表面內核上，薄薄一層即可。硅脂在使用一段時間后會干燥，這時可先將其除凈后，再重新涂上。

3．5　防止CPU主芯片磨損

常用的方法是CPU不用時在芯片表面貼上一層膠布。此外，在安裝CPU時要留意風扇的正確安裝，同時注意芯片與硅脂接觸均勻。

4　如何使用軟件優化CPU性能

計算機由軟、硬件配合進行工作，在硬件規格確定的情況下，可以通過特定的軟件對硬件性能進行一定程度的優化。

4．1　用SoftFSB軟件對CPU超頻

對CPU超頻是使用最多的“性能優化”法。通常的超頻方式都是用主板跳線、修改BOOS設置等硬方法。而無論對主板重新跳線還是修改BIOS的設置，都要求用戶對計算機硬件系統或BIOS設置有一定的了解，召則會適得其反。SoEFSB軟件可以直接在Windows窗口下調節系統總線頻率，以達到超頻目的。若超頻成功，無需重新開機，系統就將在此設定的頻率下工作；若超頻失敗，重新開機，系統會自動回到原來的狀態，不受影響。

SoflFSB通過軟件來改變時鐘芯片部分寄存器數值，進而讓該芯片根據這些數值產生相應的系統總線頻率。由于目前Intel的詢許多CPU倍頻被鎖定，通過提高系統總線頻率就成了唯一的超頻方式。使用SoEFSB超頻，只需用戶記下主板型號，之后便可通過選擇主板型號來設定GetFSB項，或通過時鐘芯片來設定GetFSB項。

4．2　通過Powerteak優化CPU的性能

Powedweak是Powertweak公司于1999年推出的系統實用程序。PoweRweak支持大多數的CPU和芯片組，PoweRweak在安裝過程中會自動探測用戶當前使用的CPU和芯片組類型。安裝結束后，執行“開始程序Powertweak”中的PowertweakOptimiyer命令打開設置窗口進行基本設置。設置完成后，重新啟動系統，Powertweak會隨機自動啟動并使用已有設置對用戶的CPU及主板芯片重新配置，讓它們在工作中發揮更高的性能。

4．3　用WateffallPro對CPU降溫并優化

新版的Wateffal0Pro幾乎支持現在市場上能見到的所有CPU類型(包括筆記本電腦用的CPU)，且與現在的主流主板兼容，為用戶提供了全面的選擇，使用該軟件可以完成如下功能：

(1)最多可將CPU的溫度降低30℃；

(2)調整CPU的性能，讓它在最優狀態下穩定地工作；

(3)可以精確測量與顯示CPU的使用串，并能同時監控三個以上的周邊設備，如主板、硬盤等；

(4)支持各種流行的主板，并可以選擇在系統發生問題前發出警報；

(5)可節省筆記本電腦電池能量，即使在CPU全速運行時，也可以利用新的HTL(節流閥)技術降溫，甚至還可以省下內部風扇的電源。

WateffallPro的安裝十分簡潔，軟件安裝完成后，開機會自動執行，并在任務欄右下腳顯示自己的圖標。用鼠標點擊該圖標后，進入設定選單。選擇“Option”中的“Setup”選項，即可針對主板及CPU進行設置。

篇7

可以通過軟件來調整頻率，如果是保修的話，可以把頻率再調回原來的頻率，這樣就不會影響產品的保修，如果是過載損壞，無法保修。

超頻一般是增加處理器的時鐘頻率，這個時候一般“CPU”的發熱量就會比較大，而溫度升高是會導致電子遷移現象的。

超頻實際上就是指讓電腦的配件在高于標準頻率下工作的一行為。其中主要包括“CPU”的超頻，顯卡的超頻，以及內存的超頻，而“CPU”的超頻較早出現。

（來源：文章屋網 ）

篇8

什么是CPU的VID電壓

在生產CPU時，需要在一塊晶圓上切割出多塊CPU，由于晶圓批次和品質的不同，Intel會對切割后的每一塊CPU進行檢測，以便確定其可以穩定運行的頻率和電壓。

這樣當一塊CPU在檢測出一個穩定的運行電壓后，Intel會為它稍加一個合適的余量，從而得到一個固定的電壓值，接著將這個電壓值固化在CPU中，而這個電壓值就是所謂的VID。事實上，VID電壓可看做是Intel對這顆CPU品質的鑒定，只有品質較好的CPU，才會擁有一個較低的VID電壓值。

VID電壓在超頻中的作用

眾所周知，同型號的CPU運行在相同頻率下時，那么其所使用的CPU電壓越低，相應的功耗和發熱量也會越低。這樣即便不對CPU進行超頻，那么VID電壓值較低的CPU，也會更加涼快和省電。

同樣道理，當超頻CPU時，VID電壓越低，那么所需電流相對較低，產生的熱量也會較少，因此不需大功率電源和高檔CPU散熱器，就可使CPU穩定運行在更高頻率上。而在增加電壓后，VID電壓值較低的CPU自然也更易提升主頻速度，好處不言自明。

如何查看CPU的VID電壓

既然VID電壓越低越利于使用和超頻，那么在選購超頻CPU時，自然要優先挑選VID電壓值較低的CPU。不過從CPU表面的參數標識上，是無法得到VID電壓值信息的。這時只能通過專門的檢測軟件來讀取該信息。

對于Intel奔騰雙核和酷睿系列處理器來說，目前檢測VID電壓值的最佳軟件應首選“Core temp”。運行該軟件后，即可在主界面中查看到當前CPU的VID電壓值。如右圖中這顆E5200的VID電壓值為“1.1125V”，相對大多數同型號的E5200來說，可算是非常低的VID電壓值了，因此其也獲得了不錯的超頻性，主頻達到了4GHz的水平。

VID不代表超頻性

篇9

    關鍵詞：極低功耗系統 MSP430 低功耗管理

1 影響系統功耗的主要因素

對于一個數字系統而言，其功耗大致滿足以下公式：P=CV2f，其中C為系統的負載電容，V為電源電壓，f為系統工作頻率。由此可見，功耗與電源電壓的平方成正比，因此電源電壓對系統的功耗影響最大，其次是工作頻率，再就是負載電容。負載電容對設計人員而言，一般是不可控的，因此設計一個低功耗系統，應該考慮到不影響系統性能前提下，盡可能地降低電源的電壓和使用低頻率的時鐘。下面對TI公司新出MSP430來具體探討這個問題。

2 基于MSP430極低功耗系統的設計

MSP430具有工業級16位RISC，其I/O和CPU可以運行在不的時鐘下。CPU功耗可以通過開關狀態寄存器的控制位來控制：正常運行時電流160μA,備用時為0.1μA，功耗低， 為設計低功耗系統提供了有利的條件。

圖1是我們設計的以MSP430為CPU的“精密溫度測試儀”（下面簡稱測試儀）。該產品使用電池供電，體積小巧，攜帶方便。

（1）電源電壓

在使用時應該盡可能地選擇最低的電源電壓。對于MSP430而言，可用的最低電壓是很低的，最低可達1.8V。我們使用TI公司推薦使用的3V。通常的電源只提供5V電壓，因此，需要將5V電壓由一個3V的穩壓管降壓后給CPU供電，也可以直接鋰電池供電。3V不是標準的TTL電平，因此，在使用時需要用接口電路使CPU的非TTL標準電平能與TTL標準電平的器件連接。這些接口電路應該也是低功耗的，否則會造成一方面使用低電壓降低了功耗，另一個方面使用額外的接口電路又增加了系統的功耗。或者直接使用支持3V電壓的外圍芯片。

圖1 

    （2）時鐘頻率

從低功耗的角度看，需要較低的頻率，但是在實時應用中為了快速響應外部事件又需要有比較快的系統時鐘。這就需要系統具有兩個高低不同的頻率，在需要的時候可以在兩個頻率之間進行切換。為了保證切換迅速/時間延遲少，又要求低Q值振蕩器，同時切換時往往造成時鐘頻率的不穩定，這對于要求頻率穩定的系統，如實時時鐘RTC而言又是不適合的。設計一個完全達到以上要求的時鐘系統是很困難的，MSP430采用了一種折衷辦法，即在CPU外使用一個較低的頻率為32 768Hz的鐘表晶體振蕩器生成輔助時鐘ACLK，能夠保證一些低頻率應用場合的要求，對于一些低頻工作的外設而言可以直接作為信號源或時鐘，而無需增加額外的分頻電路；同時，在CPU內部使用結合數字控制振蕩器DCO的FLL技術，將ACLK倍頻升高，作為系統的主時鐘MCLK。它使得指令能夠在較低晶振下獲得高時鐘時的運行速度，能夠滿足高速實時的要求。低、高頻之間的切換只需6μs。對于149型號的芯片而言，更具有第三個頻率SMCLK可供外設使用，它可外接二個晶振，當設置DCOR=0時SMCLK使用DCOCLK，當DCOR=1時SMCLK使用第二個外晶振X2。X2的頻率一般比X1要高，這樣便又可以滿足高速外設的要求。

（3）低功耗軟件控制

MSP430的工作模式通過模塊的智能化運行管理和CPU的狀態組合以先進的方式支持超低功耗的各種要求。CPU內狀態寄存器SR中的SCG1、SCG2、OscOff與功耗有關．可由軟件組合成6種工作模式．

①活動模式——AM

正常的工作模式，這時CPU消耗的電能最大．

②低功耗模式0——LPM0

CPUOff置位，CPU停止活動，但外圍模塊繼續工作，ACLK和MCLK信號保持活動，MCLK的鎖頻壞控制正常工作．有關控制位設置為：SCG1＝0，SCG0＝0，SCG0=0,OscOff=0,CPUOff=1。

③低功耗模式1——LPM1

CPUOff置位，CPU停止活動，但外圍模塊繼續工作，MCLK的鎖頻環控制停止工作，ACLK與MCLK保持活動，有關控制位設置為：SCG1＝0，SCG0＝1，OscOff=0,CPUOff=1。

④低功耗模式2——LPM2

CPUOff置位，CPU停止活動，但外圍模塊繼續工作，MCLK的鎖頻環控制停止，ACLK活動，MCLK停止，有關控制位設置為：SCG1＝1，SCG0＝0，OscOff=0,CPUOff=1。

⑤低功耗模式3——LMP3

CPUOff置位，CPU停止活動，但外圍模塊繼續工作，MCLK的鎖頻環控制和MCLK停止工作，DCO的DC發生器關閉，但ACLK信號仍保持活動，有關控制位設置為：SCG1＝1，SCG0＝1，OscOff=0,CPUOff=1。

⑥低功耗模式4——LPM4

CPUOff置位，CPU停止活動，但外圍模塊繼續工作，MCLK的鎖頻環控制和MCLK停止工作，晶振停止，有關控制位設置為：SCG1＝X，SCG0＝X，OscOff=1，CPUOff=1。

不同工作模式對應的典型電源消耗如圖2所示。

這些模式可以完成對晶振的關閉，FLL關閉，還能實現對外設功耗的控制，從而進一步降低系統的功耗。

為了充分利用CPU的低功耗功能，可以讓CPU工作于突發狀態。在通常情況下，根據需要使用軟件將CPU設定到某一種低功耗工作模式下，在需要時使用中斷將CPU從休眠狀態中喚醒，完成工作之后又進入休眠狀態。

MSP430的可編程中斷結構可以組成靈活的片上和外部中斷體系，以適應實時中斷驅動系統的需要。中斷可由處理機的運行狀態來啟動，如看門狗溢出、外部模塊發生的事件等。每個中斷源泉可以用中斷允許位單獨關閉，而狀態寄存器中的通用中斷允許位GIE可以禁止全部中斷。

當中斷請求發生并且相應的中斷允許位和通用中斷允許位（GIE）置位時，中斷服務程序按下順序激活：

如果CPU處于活動狀態則完成當前執行指令。如果處于省電狀態，則終止低功耗模式將指向下一條指令的PC值壓堆棧將SR壓入堆棧如果在執行上條指令時已有多個中斷請求發生，則選擇最高優先級者在單一中斷源標志中的中斷請求標志位自動復位，多中斷源標志仍保持置位以等待軟件服務通用中斷允許位GIE復位，CPUOff位／OscOff位和SCG1位復位，SCG0不改變，FLL環路控制保持原有工作狀態，狀態位VNZ和C復位將相應的中斷向量值裝入PC，程序從該地址繼續執行中斷處理，中斷響應從接受中斷請求開始到執行相應的中斷服務程序的首條指令，持續6個周期，中斷處理結束的最后指令為RETI將SR從堆棧中彈出，被中斷的程序回到與中斷前完全相同的狀態將PC機堆棧中彈出。因此它的中斷系統也配合極低功耗的要求，一個中斷事件可將系統從各種工作模式中喚醒，而RETI指令又使運行返回到事件發生前的工作模式，不需額外的指令。測試儀的主要工作就是測量并顯示溫度。系統啟動后首先進入低功耗的休眠模式，因為溫度的測試可以間隔一段時間測量一次，設定一個觸發周期，當周期的觸發脈沖到來時，CPU退出休眠，測量溫度并顯示，檢測完之后又自動回到休眠狀態。

（4）外設

MSP430系列微控制器的運行主要受控于存儲在特殊寄存器（SFR）中的信息，不同SFR中的位可以根據需要允許中斷或用來定義外圍模塊的工作模式，能夠作到部分或全部禁止外圍模塊的功能，被禁止的外圍模塊將停止它的功能以減少電源消耗。

例如，Basic Timer1可以根據需要對輸入時鐘源選擇MCLK、ACLK或ACLK/256之一，同時控制位包含HOLD，當HOLD=1時，可以禁止模塊的所有功能，并把功耗降低到最低只有漏電流。

串口是系統與外圍聯系的重要手段，可以利用MSP430對幀的敏感作為啟動條件。通常情況下都應該從低功耗模式中被啟動，這就需要用到UART的中斷接收方式，有關代碼如下：

IFG2 .EQU 3 ；URXIFG和UTXIFG標志地址

UTCTL .EQU 71h ；USART控制寄存器

UTXIFG .EQU 0

URXSE .EQU 8

……

URX_INT BIT.B #URXIFG，&IFG2 ；檢查URXIFG信號以確定幀開始

JNE ST_COND

……

ST_COND BIC.B #URXSE，&UTCTL；清除URXS觸發器信號，消除中斷請求

BIS.B #URXSE，&UTCTL；準備用URXS觸發器檢查下一幀開始條件

當有多臺機進行通信時，還應該充分利用線路空閑多處理機模式。使用此模式可以使處于多機通信的CPU在接收數據之前首先判斷地址，如果地址與自己軟件中設定的一款，則CPU被激活接收下面的數據；如果不一致，則保持休眠狀態。這樣可以最大限度地降低UART所消耗的功率。

低功耗系統必須采用LCD，MSP430有些型號中已經為我們集成了LCD驅動器，在使用時只有需要顯示時才打開LCD模塊，休眠狀態下控制LCD的控制方式與模式寄存器中的LCDM0=0，可以關閉LCD。LCDM1=1，高電壓驅動；LCDM1=0，LCDM1=1，驅動低電壓。盡可能選擇低電壓驅動。通過以上處理，LCD的功耗可以達到最少。

MSP430的A/D也具有微功耗的模式。當轉換結束時（EOC），中斷標志會自動設置進入中斷例程，通知處理機一次轉換已經完成。這時CPU關閉A/D時鐘，A/D通道停止工作，直到下一次SOC位置位才開啟，因此，模/數的開啟是可以由CPU通過控制ACTL寄存器主動進行的。“測試儀”需要測量傳感器送來的電壓，使用A/D進行模/數轉換，可以通過鍵盤輸入或周期性觸發脈沖選擇開啟A/D轉換，完成后又自動關閉，以節省電流消耗。

此外在設計外設時還有一些常規原則：將不用的FETI輸入端連接到VSS；JTAG端口TMS、TCK和TDI不要連接到VSS；CMOS輸入端不能有浮空的節點，將所有輸入端接適當的電平；不論對于內核還是對于各外圍模塊，選擇盡可能低的運行頻率，如果不影響功能應設計自動關機。

篇10

最終目的――提升晶體管效率與能源效率

無論你遇到的是什么應用，例如3D游戲、2D圖像處理、多媒體娛樂、上網瀏覽或者IM交流，它們的本質都是二進制數的加減乘除運算，只是應用不同，所對應的計算類型也各不相同，例如3D游戲、多媒體、圖像處理主要涉及浮點運算，其中的多媒體和圖像應用需要大量的矢量和矩陣運算，這也是SSE/3D Now等指令集存在的原因；至于網絡瀏覽、辦公軟件、互聯網服務器等應用一般只涉及整數運算。

處理器提供完整的計算功能，它的通用屬性允許執行各種各樣的計算指令，對于x86平臺而言，任務的多樣性要求處理器能夠提供全面的計算功能，因此x86處理器在整數、浮點方面的性能一般都比較均衡，那么提高性能就意味著兩者應該同時獲得提升。

然而，性能的提升必定會受到功耗和成本的限制，微處理器廠商的目標都是實現最高的效益――即處理器成本最低，但性能最優。處理器的成本有雙層含義，一是芯片本身的制造成本，它由芯片的晶體管集成度、制造工藝和良品率共同決定，不過從設計層面來看，晶體管的多寡決定成本的高低――設計者最希望的是用更少的晶體管實現更出色的性能，這樣的任務考驗著設計者的技術功底，而衡量設計優劣我們可以引入“每晶體管性能”來評定。

另一個成本是指用戶的使用成本，它所說的就是電費支出，由芯片的功耗所決定。個人用戶或許對此不算很敏感，但對于擁有大量計算機的企業、網吧、數據中心而言，電費支出往往相當驚人，在性能相同的條件下，低功耗的芯片顯然更受歡迎。同時，低功耗芯片發熱量更低，能夠提供更人性化的使用感受(例如風扇噪音更低)，因此也更受歡迎；我們可以采用“每瓦性能”來衡量處理器的能源效率，這也是英特爾在Core平臺中高調宣揚的概念之一。

所有的微處理器業者都在追求“每晶體管性能”與“每瓦性能”的最大化，這兩項指標直接決定了處理器的競爭力水平――一個新的問題由此產生：要做到兩項指標的最大化，應該采用何種設計思路?高頻率、優化的架構、多核還是協處理器?

矛盾的平衡術――架構與頻率誰是重點?

在漫長的時間內，x86處理器都在尋求頻率的增長，頻率高低也成為衡量處理器性能的唯一要素，相信大家對1999年英特爾與AMD的1GHz突破記憶猶新，不過隨后英特爾拿出Netburst架構的Pentium 4，在頻率之爭中遙遙領先，并依靠高頻率贏得了對K7的勝利，但在K8架構出現之后，低頻率的Athlon 64系列處理器憑借優越的微架構在性能上趕超。

這就引起一個新的問題：頻率與架構哪一個對CPU性能影響更重要?

CPU的性能是由執行計算任務的能力來衡量的，在相同的時間段內，執行計算任務越多的處理器性能就越高。而決定性能高低的主要有兩個指標：其一就是主頻，它所指的是CPU在單位時間內能執行多少次指令。打個比方，CPU的主頻就好比是人在單位時間內可以走多少步路；其二就是IPC(IPC：Instruction Per Clock)，它所指的是CPU在每個時鐘周期內可以執行多少條指令，代表指令執行的數量，同樣做個比方，IPC就好比是人走每步路的長度。那么，CPu的性能可以用如下公式表達：“處理器(CPU)性能=主頻×IPC”。

換言之，二者相輔相成，同等重要，但無論哪一個指標，都無法單獨決定CPU的性能。

IPC主要由CPU的架構來決定，事實上，主頻與IPC是一對矛盾綜合體，在處理器設計中，高頻率往往要以低IPC為代價，而高IPC又會遭遇頻率難以提升的困擾，芯片設計者必須在兩者之間取得平衡。過去的Netburst試圖走一條極端化的道路，它通過提升流水線長度來獲得高頻運作，但同時也導致低IPC的后果，而高頻運作還帶來高功耗、高熱量的弊端，因此雖然Netburst架構可以憑借逼近4GHz的高頻率保有高性能，但高功耗的拖累讓它不堪重負，也限制了未來發展空間。

此后，英特爾在Core微架構中改變了這種做法，它采用一個新的公式：“處理器(CPU)性能=每瓦性能×功耗”，通過優良的微架構達到每瓦性能的最佳化，從而可以在低功耗條件下獲得超越對手的高效能。另外在IPC方面，Core架構的表現極為優異，它可以同時解碼4條指令，加上宏操作融合技術與微操作融合技術，Core架構最多可以同時解碼5條指令，相比之下，AMD的K8架構只具備同時解碼3條指令的能力。由于IPC性能突出，Core架構在較低的頻率下就能夠獲得大幅超越前代產品的性能，英特爾也從此完全拋棄硬傷較多的Netburst架構。

AMD新近推出的K10架構其實也是主頻與IPC平衡的一個典范，K10在K8基礎上改良而來，主要增強了浮點方面的計算能力，不過在指令解碼能力方面，K10沒有獲得增強：每個周期仍只能解碼3條微指令，實際執行能力遜于英特爾的Core架構；不過，K10集成了內存控制器，擁有更卓越的內存性能，加上SSE指令單元擴展到128位，引入2MB三級緩存，以及對微架構進行深度的改良，這些措施都有效提升K10的IPC性能。因此，K10同樣沒有強調高頻運作，但它的性能并不亞于競爭對手，芯片的功耗和發熱量也都控制在較好的水平，從而能夠保持理想的市場競爭力。

從單核到多核、從巨內核到微內核

處理器從單核發展到多核可以讓“每晶體管性能”獲得顯著的提升，也就是能夠以更低的代價獲得相當出色的性能。

在單核心時代，處理器提升性能的主要途徑是頻率與緩存，利用緩存容量作為高低階產品區分依據的做法相當流行，典型的例子包括Pentium 4與Celeron、Athlon XP與Duron；在緩存容量上，英特爾的產品相對于其他品牌而言從來都占據絕對優勢，這很大程度上得益于半導體工藝的領先。但從經濟效率角度來看，大緩存設計絕對不是理想方案，例如二級緩存容量從1MB提升到2MB，帶來的性能增益在10％以內，但高速緩存為SRAM部件、1bit數據就需占用6個晶體管，1MB緩存需要接近5000萬個晶體管，比CPU核心都高出不少。不妨以當年的Northwood為例：Northwood Pentium 4的二級緩存 為512KB、晶體管總量7500萬個，而相同核心的Pentium 4 Extreme Edition由于增加了2MB的三級高速緩存，晶體管數量大幅攀升到1.78億――盡管晶體管數量比前者高出1.37倍，芯片生產成本也高出許多，但性能提升幅度僅在10％左右，這種設計顯然非常缺乏經濟效益。相反，假如將這些晶體管用于CPU核心的設計，也就是讓處理器擁有雙核心，那么帶來的性能增益可以在80％以上。

英特爾與AMD幾乎同時意識到這個問題，因此它們轉向了雙核體系，到現在為止，雙核心處理器已經成為主流，四核產品也在服務器和高階市場大行其道，多核設計的優勢在實用中獲得充分的體現。不過隨著核心數量的增多與頻率提升，處理器的功耗問題又逐漸開始變得嚴峻，英特爾的Core 2 Quad與AMD的Phenom X4功耗都超過百瓦，主流的雙核處理器也都達到89瓦，相當于當年Prescott處理器的水平。假如按照這種軌跡發展下去，多核設計同樣將遭遇高功耗的制約、造成性能難以提升的困境。

AMD就這種觀點的持有者，它們認為多核處理器在未來將遭遇Netburst的覆轍，必須被更高效率的設計所取代――AMD提出的方案就是Torrenza協處理器加速計劃，即采用協處理器來輔助CPU完成計算任務。由于協處理器都采用專用化設計，在特定的應用中效率極高，它的引入能夠顯著提升平臺的效能。另外，AMD還發展出Fusion混合處理器的概念，即將GPU作為協處理器直接整合于CPU內部，兩者協同運算，不過這樣做的目的主要在于資源的共享。

相比之下，IBM與英特爾的方案更為徹底：IBM認為主一從多核架構效率更高，這種設計在PS3中的Cell處理器中獲得體現。在Cell處理器中，只有一個功能簡單的主CPU負責任務分派，而真正的指令執行任務則是由數量眾多的協處理器完成的；Cell處理器占用2.34億個晶體管，90納米、3.2GHz版本的功耗為110瓦，但浮點性能比規格相當的x86處理器高出十倍以上!受此啟發，英特爾發展出Many Core計劃，它同樣是采用主一從多核架構，Many Core處理器最多可擁有80個核心，其中絕大多數都是各種功能的協處理單元(例如浮點加速器、Java解釋器、Flash加速器等等)，主CPU的數量在4個以內、它們只是負責任務分配和整數運算任務。

無論是IBM Cell、AMD Torrenza/Fusion還是英特爾的Many Core，它們均采用協處理器加速的主從多核設計、隸屬于“微內核”體系，而現行的多核處理器屬于“巨內核”體系――巨內核的特點是核心設計復雜、要求動用數量龐大的晶體管，但單個核心就可以承擔所有的任務，具有更強的通用性。而“微內核”則不同，它的核心設計都非常簡單，往往只處理特定的任務，所需的晶體管和能耗當然也少得多，而在執行專用任務時，這些微內核的效率遠高于通用的CPU；如果將大量的微內核集成在一起就能夠完成各類計算任務，而這種做法無論在能源效率還是晶體管效率指標上都優于現行的“巨內核”設計。英特爾曾舉例說明兩種設計的差異：若要實現32GFLOPS/4GHz規格的處理器，現行的巨內核設計需要21平方毫米大小的芯片(假設45納米工藝)才能做到，平均每平方毫米可提供1.5GFLOPS性能，每瓦能耗對應的，性能則是1.4GFLOPS；倘若改用微內核思想來構建32GFLOPS/4GHz處理器，那么芯片尺寸只要區區6平方毫米，平均每平方毫米芯片的性能為6.4GFLOPS，每瓦特性能為5.9GFLOPS。

由于在能源效率、晶體管利用效率方面都具有明顯的優勢，微內核將會取代巨內核(或者二者融合)成為未來微處理器設計的主導方案，英特爾在Larrabee高并行處理器中就首度采用微內核設計，AMD也在技術藍圖中披露了微內核設計的遠景，IBM則在Cell中首開先河，可以說在這一點上，微處理器工業已經形成廣泛的共識。