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CPU的主頻，即CPU內核工作的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認為CPU的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU的主頻表示在CPU內數字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實際的運算能力并沒有直接關系。主頻和實際的運算速度存在一定的關系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數值關系，因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(緩存、指令集，CPU的位數等等)。
由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能以較低的主頻，達到英特爾公司的Pentium 4系列CPU較高主頻的CPU性能，所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現的一個方面，而不代表CPU的整體性能。
CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運算速度卻是至關重要的。舉個例子來說，假設某個CPU在一個時鐘周期內執行一條運算指令，那么當CPU運行在100MHz主頻時，將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時鐘周期比50MHz的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執行一條運算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半，自然運算速度也就快了一倍。只不過電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度，還與其它各分系統的運行情況有關，只有在提高主頻的同時，各分系統運行速度和各分系統之間的數據傳輸速度都能得到提高后，電腦整體的運行速度才能真正得到提高。
提高CPU工作主頻主要受到生產工藝的限制。由于CPU是在半導體硅片上制造的，在硅片上的元件之間需要導線進行聯接，由于在高頻狀態下要求導線越細越短越好，這樣才能減小導線分布電容等雜散干擾以保證CPU運算正確。因此制造工藝的限制，是CPU主頻發展的最大障礙之一。
內存主頻和CPU主頻一樣，習慣上被用來表示內存的速度，它代表著該內存所能達到的最高工作頻率。內存主頻是以MHz(兆赫)為單位來計量的。內存主頻越高在一定程度上代表著內存所能達到的速度越快。內存主頻決定著該內存最高能在什么樣的頻率正常工作。目前較為主流的內存頻率是667MHz和800MHz的DDR2內存，以及1333MHz的DDR3內存。較為高端的以GHz計算，如高端企業需求的主頻≥2.4GHz。
說到處理器主頻，就要提到與之密切相關的兩個概念：倍頻與外頻，外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。外頻是CPU與主板之間同步運行的速度，而且目前的絕大部分電腦系統中外頻也是內存與主板之間的同步運行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內存相連通，實現兩者間的同步運行狀態;倍頻即主頻與外頻之比的倍數。主頻、外頻、倍頻，其關系式：主頻=外頻×倍頻。早期的CPU并沒有“倍頻”這個概念，那時主頻和系統總線的速度是一樣的。
隨著技術的發展，CPU速度越來越快，內存、硬盤等配件逐漸跟不上CPU的速度了，而倍頻的出現解決了這個問題，它可使內存等部件仍然工作在相對較低的系統總線頻率下，而CPU的主頻可以通過倍頻來無限提升(理論上)。我們可以把外頻看作是機器內的一條生產線，而倍頻則是生產線的條數，一臺機器生產速度的快慢(主頻)自然就是生產線的速度(外頻)乘以生產線的條數(倍頻)了。現在的廠商基本上都已經把倍頻鎖死，要超頻只有從外頻下手，通過倍頻與外頻的搭配來對主板的跳線或在BIOS中設置軟超頻，從而達到計算機總體性能的部分提升。所以在購買的時候要盡量注意CPU的外頻。
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