外频

在计算机主板上，以CPU为主，内存和各种外围设备为辅，有许多设备要共同在一起工作。这些设备之间的联络，数据的交换，都必须正确无误，分秒不差。因此，它们必须要有一个固定的时钟来做时间上的校正，协调或者参考。这个时钟由主板上的时钟发生器产生，就是所谓的外频。

外频与前端总线（FSB）频率很容易被混为一谈。前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里[1]（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X，它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。

一个CPU默认的外频只有一个，主板必须能支持这个外频。因此在选购主板和CPU时必须注意这点，如果两者不匹配，系统就无法工作。此外，现在CPU的倍频很多已经被锁定，所以超频时经常需要超外频。外频改变后系统很多其他频率也会改变，除了CPU主频外，前端总线频率、PCI等各种接口频率，包括硬盘接口的频率都会改变，都可能造成系统无法正常运行。当然有些主板可以提供锁定各种接口频率的。

单位

MHz（兆赫兹）。

简介

在早期的电脑中，内存与主板之间的同步运行的速度等于外频，在这种方式下，可以理解为CPU外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。对于目前的计算机系统来说，两者完全可以不相同，但是外频的意义仍然存在，计算机系统中大多数的频率都是在外频的基础上，乘以一定的倍数来实现，这个倍数可以是大于1的，也可以是小于1的。

说到处理器外频，就要提到与之密切相关的两个概念：倍频与主频，主频就是CPU的时钟频率；倍频即主频与外频之比的倍数。主频、外频、倍频，其关系式：主频=外频×倍频。

在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。我们将第一个脉冲和第二个脉冲之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号包括脉冲信号在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。

频率在数学表达式中用“f”表示，其相应的单位有：Hz（赫）、kHz（千赫）、MHz（兆赫）、GHz（吉赫）。其中1 GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是：s（秒）、ms（毫秒）、μs（微秒）、ns（纳秒），其中：1s=1000ms，1 ms=1000μs，1μs=1000ns。

电脑中的时钟和我们日常所用的“时钟”可不一样，它没有现在是“几点几分”的指示，而仅仅是一个按特定频率连续发出脉冲的信号发生器。至于电脑主板CMOS中保留日期和时间的功能则另当别论。

电脑系统中为什么要有时钟？举个例子说吧，我们在做广播操时总要放广播操的录音（或要一人喊口令），这样几十个做操的人中虽然有男有女，有老有少但只要都按统一的节拍做，就可以将广播操做得比较整齐。同样，电脑中是一个复杂数据处理系统，其中CPU处理数据是按照一定的指令进行的，每次执行指令时，CPU内部的运算器、寄存器和控制器等都必须相互配合进行，虽然每次执行的指令长短不一，参与运算的CPU内部单元也不止一个，但由于都能按照统一的时钟脉冲同步地进行，所以整个系统才能协调一致地正常运行。况且电脑中除CPU外，还有存储系统和显示系统等，由于这些分系统运行时也需用特定频率的时钟信号用于规范运行，所以在电脑系统中除了CPU主频和系统时钟外，还有用于ISA和PCI总线和AGP显示接口的时钟，当然这些时钟的频率都低于系统时钟。

CPU的外频，通常为系统总线的工作频率（系统时钟频率），CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频，也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。

在电脑中，系统总线通常是指CPU的I/O接口单元与系统内存、L2 Cache和主板芯片组之间的数据、指令等传输通道。系统总线时钟就是我们常说的系统时钟和CPU外部时钟（外频），它是电脑系统的基本时钟，电脑中各分系统中所有不同频率的时钟都与系统时钟相关联，详细情况可参考图2。

由于从486DX2（CPU）开始，CPU的内核工作频率和外频（系统时钟频率）就不一致了。在586、686电脑中，系统时钟就是CPU的“外频”，而将系统时钟按规定比例倍频后所得到时钟信号作为CPU的内核工作时钟。CPU内核工作时钟频率也就是我们平常所说的电脑主频，例如说某电脑是Pentium－233，那么这台电脑的系统时钟是66MHz，而它的主频则是（66×3.5）=233MHz。

从图2可以看出，各分系统时钟和AGP接口时钟都是由系统时钟按照一定的比例分频或倍频得到的，所以调整电脑中的系统时钟频率必然将改变其它各分系统时钟信号频率，影响各分系统的实际运行情况，这一点对电脑发烧友进行CPU超外频运行时应该加以充分重视。

既然提高CPU主频和系统时钟频率可以提高电脑系统的运算速度，那么为什么至今为止Pentium Ⅱ的主频只能达到400MHz，电脑系统时钟频率也只由66MHz提高到100MHz？这都是因为提高CPU时钟频率和系统时钟频率受到了一些暂时还无法克服的技术障碍所造成的。

提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的，在硅片上的元件之间需要导线进行联接，由于在高频状态下要求导线越细越短越好，这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确，然而目前的CPU生产工艺只能达到0.25um的水平，所以CPU的主频还只能达到400MHz左右。不过据业内人士声称，如果0.18um的工艺技术过关，那么生产出主频为700MHz左右的CPU是毫无问题的，如果再能解决IBM提出的铜基导体技术难题，那么还有可能制造出工作主频更高的CPU。

另一方面，提高系统时钟频率的尝试也受到了运行速度较慢的外部器件制约。几十年来，虽然外部设备，主要是数据存储设备技术也在逐步发展，但其发展的速度同CPU的发展进度相比是不可同日而语的。以硬盘为例，尽管生产厂家丝毫没有松懈地努力对硬盘制造技术进行改进，然而硬盘的读、写的实用速度也仅在7MB/s左右，硬盘接口也只能工作在33MHz左右的时钟下，一旦时钟频率提高太多，硬盘就可能无法正常运行。从图2可以清楚地看到，系统时钟频率改变的同时也改变了ISA和PCI等扩展总线的时钟频率，因此必然影响联接在这些接口上的外部设备运行状态，所以我们不能无节制地去提高系统时钟频率。

在电脑数据通信中计算数据传输速率常使用公式：时钟频率×数据总线宽度÷8=Bytes/s。在电脑系统中，CPU与系统内存、显示接口（如AGP“总线”）以及通过主板芯片组与扩展总线（ISA、PCI）之间进行数据交换时，是按相应的时钟频率进行的。例如当系统时钟为66MHz时，系统内存与CPU之间的数据传输率是528MB/s，AGP高速显示接口工作在X1方式的时钟频率也是66MHz，但由于数据宽度只有32位，所以AGP接口的数据传输速率只能达到266MB/s 。PCI总线的数据宽度虽然也是32位，但由于PCI总线时钟频率只有33MHz,所以PCI总线的数据传输最高速率只有133MB/s。在Intel公司推出440BX主板芯片将系统时钟频率由原来的66MHz提高到100MHz后，CPU与系统内存之间的数据交换速率就达到了800MB/s（100×64÷8）。从这点可以看出，在同样的数据宽度条件下，只要提高工作时钟频率就能提高传输通道的数据传输速率。

另外，提高CPU的主频对提高CPU运算速度也是非常有效的措施。举例说吧，假设某型CPU能在1个时钟周期（即图1中的一个周期）执行一条运算指令，那么当CPU运行在100MHz主频时将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半，也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半，自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度，还与其它各分系统的运行情况有关，所以在人们不断设法提高CPU工作主频的同时，还在努力试图提高电脑的系统时钟频率，这些努力的最终目的是想提高电脑的总体运行速度，因为只有当电脑中的CPU运算速度、各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后，电脑整体的运行速度才能真正得到提高。

谈到CPU和主板的搭配，总是离不开外频、FSB和HT总线这三个名词。在AMD的K8推出之前，FSB和外频的关系算是比较清楚的。对于Intel的CPU而言，FSB=外频×4，如果是AMD的K7处理器，FSB=外频×2。但是AMD K8的出现引入了全新的HT总线，使得三者的概念变得混淆起来。两年过去了，许多厂商和媒体的错误宣传使它们的关系变得更加复杂。“这款K8主板支持1000MHz FSB”这样不负责任的说法随处可见。要彻底澄清这个问题，还是重新认识一下外频、FSB和HT的概念吧。

外频，它指的是CPU和主板之间同步运行的速度，是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号每秒钟发生一万万次的震荡。说到外频，就必须提到两个概念：倍频与主频。主频是CPU的时钟频率，倍频即主频与外频之比的倍数。主频/外频/倍频，其关系式为主频=外频×倍频。

FSB，其全称Front Side Bus，中文名为前端总线。它是将CPU和北桥芯片的连接起来的总线，电脑的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。曾几何时，FSB也和外频混为一谈，这是因为在早期，尤其是Pentium 4出现之前，前端总线与外频在频率上是相等的，因此往往直接称前端总线为外频。随着技术的发展，出现了QDR技术，它们使得前端总线的频率成为外频的两倍或者是四倍，所有才有了PentiumD 820外频为200MHz，前端总线为800MHz的说法。

AMD的K8处理器可说是划时代的，它把内存控制器集成在了CPU里面，进一步降低了延迟，而且全面引入了HT（HyperTransport）总线的概念。这是一种高速点对点总线技术，在K8平台上起到传输CPU和主板芯片组之间数据的作用。K8和以往的处理器最大的区别在于：由于CPU已不通过传统的前端总线而是直接从内存获得数据，在AMD发布的Athlon64 CPU规格表以及各个芯片组厂商发布的芯片组原理图上，前端总线这个名词消失了，取而代之的是HT。

它和FSB到底有什么具体的区别呢？首先，FSB和外频是密不可分的，外频提高之后，FSB会随之提高，这是不可调的。但是K8平台的超频就不一样，当提高CPU的外频时，往往要将HT的倍数往下调！用AM2 Athlon64 3000+来打个比方，其默认外频是200MHz，假设主板支持1000MHz的HT总线，外频由200MHz超到250MHz时最好把HT的倍数从5调到4，使HT总线仍然保持在1000MHz上，这样可以提高超频的成功率

CPU的工作频率(主频)包括两部分:外频与倍频，两者的乘积就是主频。倍频的全称为倍频系数。CPU的主频与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。倍频可以从1.5一直到23以至更高，以0.5为一个间隔单位。外频与倍频相乘就是主频，所以其中任何一项提高都可以使CPU的主频上升。主频、外频、倍频，其关系式:主频=外频×倍频。

处理器主频以每秒处理器周期可运行的百万次计算。通常，具有较高MHz或GHz的处理器能够提高电脑运行创新、娱乐、通信和生产力应用的性能。但主频只是影响系统整体性能的一个方面，主频高的机器整体性能并非就一定高。

随着技术的发展，CPU速度越来越快，内存、硬盘等配件逐渐跟不上CPU的速度了，而倍频的出现解决了这个问题，它可使内存等部件仍然工作在相对较低的系统总线频率下，而CPU的主频可以通过倍频来无限提升(理论上)。我们可以把外频看作是机器内的一条生产线，而倍频则是生产线的条数，一台机器生产速度的快慢(主频)自然就是生产线的速度(外频)乘以生产线的条数(倍频)了。厂商基本上都已经把倍频锁死，要超频只有从外频下手，通过倍频与外频的搭配来对主板的跳线或在BIOS中设置软超频，从而达到计算机总体性能的部分提升。所以在购买的时候要尽量注意CPU的外频。

外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说，在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频（当然一般情况下，CPU的倍频都是被锁住的）相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲，超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度，两者是同步运行的，如果把服务器CPU超频了，改变了外频，会产生异步运行，（台式机很多主板都支持异步运行）这样会造成整个服务器系统的不稳定。

绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的，而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。