原创 CPU频率的按需供应机制

作者：陈忠民

CPU时钟频率的设置不仅影响系统性能，还会影响CPU的安全。那么CPU的时钟频率到底是如何得来的呢？ <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

●    BSEL信号设定CPU外频

CPU制造商和主板制造商共同开发时钟频率的自动设置技术，其中CPU外频是频率合成器提供的，而倍频则由CPU自身进行设定。为了实现对外频的调节和控制，早期主板通过跳线设定的方式让频率合成器产生不同的外频，后来在CPU外频设定引脚和频率合成器之间建立了一个逻辑信号转换芯片，使CPU外频可以通过BIOS或超频软件进行调节。

 改变频率合成器的输出频率，是通过修改它的控制寄存器的频率控制位实现的。寄存器中的数据发生变化时，频率合成器的工作状态也随之改变，从而实现不同频率的输出。由于不同型号的CPU有着不同的外频，因此电脑在启动时就要告诉频率合成器按照怎样一个频率来启动系统，这一功能是通过CPU的BSEL（FSB_Sense）引脚来实现的，BSEL信号通过SMBus总线将二进制数值存放到频率合成器的频率寄存器中，频率合成器按照所设定的编码－频率表，实现了CPU对频率合成器的控制。譬如，Socket 478封装的各款处理器，外频是由BSEL（AD5）和BSEL0（AD6）两个引脚来控制的，两者不同的电平组合决定了CPU的外频，见表1。

表1  Socket 478之频率设置

●    FID信号设置CPU倍频

如同CPU供电电路使用VID（Voltage Identify，电压识别码）信号自动设置核心电压的值一样，CPU倍频的设置是采用FID（Frequency Identify，频率识别码）信号来设置的，见表2。这样不仅能实现CPU工作频率的自动识别和设置，还能有效地防止不法商家对其进行Remark。

表2  FID电平与倍率对照表

图1是Socket K7 CPU倍频信号工作流程，当RESET#信号到来时，处理器将FID信号送给逻辑信号转换芯片，由该芯片产生SIP（Serialization Initialization Packet，串行初始化数据包），对系统总线进行初始化和设置。

图1  Socket K7 CPU倍频信号工作流程(点击图片放大)

CPU上设置有一些连接线（称之为金桥），FID信号的电平可以通过改变金桥的通断进行设置，金桥接通时为低电平，断开时则为高电平。FID信号在内置倍频控制单元内生成，并经内置FID驱动电路对信号进行放大后，从FID引脚送至逻辑信号转换芯片，产生的SIP数据包再从BP_FID引脚返回到CPU。这样，CPU内部的频率合成电路便可以将倍频与外频两个信号一起合成CPU的核心频率。