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ベースクロックとは何か

【ベースクロックとは何か】

CPUの周波数や電圧をいじりだして情報を集め始めると目にする
ベースクロックと言う言葉ですが、

倍率を掛けてCPUの周波数にしている事は分っていてもそれ自体
が何かを知らない人も多いと思われるので、

今回はベースクロックについて書きます。(2015/7/26時点公開)



【ベースクロックとは】
クロック周波数は【CPUの使用率とは何か】で説明した通り、電
気信号の送信タイミングを一定にする為の送信タイミングの基準
となる信号
です。

ベースクロックとは、クロック周波数でもMB上に接続及びMBに
接続している機器
同士の通信を同調させる為の送信タイミングの
基準となる信号です。

全体図
MBに接続しているパーツはクロック周波数が個々で違いますが、

それぞれの周波数で接続した場合、通信タイミングにズレが生じ
て処理に遅延が発生したり、機器の動作に問題がでてしまいます。


そこで、MB上で接続している機器を基準となるベースクロックを
変調する事で機器間の通信同調させ、効率的に処理が出来る様
にしている訳です。



【ベースクロックの生成の仕方】
ベースクロックは電圧をかけると一定のリズムで振動をし始める
水晶を利用した水晶振動子を利用して生成しており、

生成したベースクロックをPLL(位相同期回路)で各種コントローラ
に対応した周波数に倍率をかけて変調し、接続したパーツ毎の周
波数にします。


また、PLLは機器から送られてくる信号の周波数を水晶振動子か
らのベースクロックとの位相の差異を比較同期してベースクロッ
クに一度周波数を合わせた後、別の機器の周波数に変調して信号
を送る事もします。

だから機器同士を同期させる事が出来る訳です。



【各種配線の周波数より機器の周波数が高い理由】
基本的に機器間の通信については上記のコントローラ毎のクロッ
ク周波数で通信をしますが、

機器によっては回路の処理能力が通信のクロック周波数よりも数
倍~数十倍もある事があり、そのままの周波数では処理能力が出
せません。

そこで、逓倍(ていばい)回路というクロック周波数を数倍~数十
に変調する回路を機器内自体に組み込む事で、

機器内だけ通信を加速し、処理後に他の機器に通信する時は元の
クロック周波数で通信する事が出来るわけです。

尚、逓倍回路はCPUに内蔵されています。

また、メモリの様に1Hz辺り2回送信する事で実質的に高周波数で
処理している事と同じ状態にしている物もあります。



【OCはベースクロックを上げた方が良い?】
基本的にパーツ単体の処理能力を上げるよりも、通信経路の速度
を上げた方が全体の性能が上がるのは確かです。

しかし、接続規格とコントローラによっては規定の固定周波数
ないと動作しない機器が存在する為、PLLの仕様によっては殆ど
上げられない可能性があるのと、

下手すると起動すら不可能で損傷する可能性もあり、知識が無い
と危険です。


特にメモリはCPU内にコントローラがある為CPUと変調後のクロ
ック周波数が同じであり、

CPUの倍率設定やメモリの速度設定をデフォルトのままでベース
クロックを変えてしまうと機器の限界を超えて起動できない事が
ある為、注意が必要だったりするので。



ネット上ではPLLで変調後のCPUに対するクロック周波数をベー
スクロックと一般的に呼んでいますが、

水晶振動子のクロック周波数を大本の基準として通信を行ってい
る為ここではこちらをベースクロックとして書きました。

一般的にはOCする者にしか関連しない情報ですが、概念として覚
えて置くと、処理の過程を考える時に役に立つかも知れません。



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