怎么工作 CPU 时钟 是什么

滴答，一拍

说是时钟，却没有时针和分针。
时钟其实就是一个在0和1之间飞快来回切换的信号。
0、1、0、1……一升一降是一拍，信号每次升起的那一刻，计算机就走一步。

0和1一升一降就是一拍。每滴答一次，步数就加一。

在下图里它看起来是闪烁，可真正的计算机1秒内要滴答几十亿次。
所以在我们眼里，一切都像是一下子完成的。

大家一起迈一步

为什么非要有节拍？
零件有好几个，要是各走各的，就会错开，工作就乱了套。
所以大家都跟着同一个节拍，在“现在！”的那一刻一起迈出一步。

关掉节拍，零件就各走各的乱成一团；打开节拍，就跟着“现在！”整齐前进。

在一拍之内，所有零件做完自己的事，等着下一拍。
节拍就像喊“大家一起出发！”的哨子。

1秒多少次？赫兹

节拍1秒钟滴答多少次，用赫兹（Hz）来表示。
1Hz是1秒一次，1GHz是1秒足足10亿次。
滴答得越多，迈的步子就越多，计算机也就越快。

把滑块从慢推到快，1秒内迈出的步数会暴增。

所以像“3.2GHz”这样的数字，就是那台计算机的节拍快慢。
意思是每秒滴答32亿次。
一切都在快得难以想象的节拍上运转。

不能只求快

那么，把节拍无限调高行不行？
不行，因为有两堵墙。
第一，一步还没走完下一拍就来了，步子就会乱；第二，越快发热越厉害，耗电也多得多。

不断调高节拍，热量和耗电直线上升，超过极限，步子就乱了。

所以现在的计算机不再一味调高节拍，而是转向安排好几个工人（核心）。
因为速度有现实的极限。
关于核心，会在其他部分再次见到。

现在，跳动的心脏

我们做出的CPU（第12课），跟着这个节拍一条一条取指令。
从缓存（第13课）里快速取值，零件之间顺着通道（第14课）传递数值。
时钟就是让这一切跳动起来的心脏。

每一拍，CPU取来一条指令并执行。计算机的身体终于跳动起来了。