Question

我正在尝试制作一个C＃软件，它可以读取有关CPU的信息并将其显示给用户（就像CPU-Z一样）。我目前的问题是我找不到显示CPU频率的方法。

首先，我尝试使用 Win32_Processor类的简单方法。事实证明它非常有效，除非CPU超频（或低频）。

然后，我发现我的注册表包含 HKLM \ HARDWARE \ DESCRIPTION \ System \ CentralProcessor \ 0 CPU的“标准”时钟（即使超频）。问题是在现代CPU中，当CPU不需要它的全功率时，核心乘法器正在减少，因此CPU频率也在变化，但注册表中的值保持不变。

我的下一步是尝试使用 RdTSC 来实际计算CPU频率。我使用C ++是因为如果方法正常，我可以将它嵌入到C＃项目中。我在http://www.codeproject.com/Articles/7340/Get-the-Processor-Speed-in-two-simple-ways找到了下一个代码但问题是一样的：程序只给我最大频率（比如注册表值，1-2 Mhz差异），它看起来也比它应该加载的CPU多（我甚至有CPU负载峰值）。

#include "stdafx.h"
#include <windows.h>
#include <cstdlib>
#include "intrin.h"
#include <WinError.h>
#include <winnt.h>

float ProcSpeedCalc() {

#define RdTSC __asm _emit 0x0f __asm _emit 0x31

    // variables for the clock-cycles:
    __int64 cyclesStart = 0, cyclesStop = 0;
    // variables for the High-Res Preformance Counter:
    unsigned __int64 nCtr = 0, nFreq = 0, nCtrStop = 0;

    // retrieve performance-counter frequency per second:
    if(!QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER *) &nFreq))
        return 0;

    // retrieve the current value of the performance counter:
    QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *) &nCtrStop);

    // add the frequency to the counter-value:
    nCtrStop += nFreq;


    _asm
    {// retrieve the clock-cycles for the start value:
        RdTSC
        mov DWORD PTR cyclesStart, eax
        mov DWORD PTR [cyclesStart + 4], edx
    }

    do{
    // retrieve the value of the performance counter
    // until 1 sec has gone by:
         QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *) &nCtr);
      }while (nCtr < nCtrStop);

    _asm
    {// retrieve again the clock-cycles after 1 sec. has gone by:
        RdTSC
        mov DWORD PTR cyclesStop, eax
        mov DWORD PTR [cyclesStop + 4], edx
    }

    // stop-start is speed in Hz divided by 1,000,000 is speed in MHz
    return    ((float)cyclesStop-(float)cyclesStart) / 1000000;
}


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

    while(true)
    {
        printf("CPU frequency = %f\n",ProcSpeedCalc());
        Sleep(1000);
    }

    return 0;
}

我还应该提一下，我已经在AMD CPU上测试了最后一种方法。我还尝试了一些其他代码用于RdTSC方法，但都没有正常工作。

最后，我试图理解用于制作此程序的代码https://code.google.com/p/open-hardware-monitor/source/browse/，但这对我来说太复杂了。

所以，我的问题是：如何使用C ++或C＃实时确定CPU频率（即使CPU超频）？我知道很多次都问过这个问题，但实际上没有人回答我的问题。

Answer 1

是的，该代码处于忙碌状态并等待整整一秒，这导致该核心在100秒内忙碌一秒钟。一秒钟就足以让动态时钟算法检测负载并使CPU频率超出节能状态。如果具有增强功能的处理器实际上显示频率高于标记频率，我不会感到惊讶。

然而，这个概念并不坏。您需要做的是 sleep ，间隔大约一秒钟。然后，不是假设RDTSC调用恰好相隔一秒，而是除以QueryPerformanceCounter指示的实际时间。

另外，我建议在RDTSC来电之前和之后检查QueryPerformanceCounter，以检测RDTSC和QueryPerformanceCounter之间是否存在上下文切换结果

不幸的是，新处理器上的RDTSC实际上并不计算CPU时钟周期。因此，这并不反映动态变化的CPU时钟速率（它确实可以测量标称速率而无需繁忙等待，因此它比问题中提供的代码有了很大的改进）。

Bruce Dawson explained this in a blog post

因此，看起来您需要访问特定于模型的寄存器。哪个can't be done from user-mode。 The OpenHardwareMonitor project包含可以使用的驱动程序和code for the frequency calculations

float ProcSpeedCalc()
{
    /*
        RdTSC:
          It's the Pentium instruction "ReaD Time Stamp Counter". It measures the
          number of clock cycles that have passed since the processor was reset, as a
          64-bit number. That's what the <CODE>_emit</CODE> lines do.
    */
    // Microsoft inline assembler knows the rdtsc instruction.  No need for emit.

    // variables for the CPU cycle counter (unknown rate):
    __int64 tscBefore, tscAfter, tscCheck;
    // variables for the Performance Counter 9steady known rate):
    LARGE_INTEGER hpetFreq, hpetBefore, hpetAfter;


    // retrieve performance-counter frequency per second:
    if (!QueryPerformanceFrequency(&hpetFreq)) return 0;

    int retryLimit = 10;    
    do {
        // read CPU cycle count
        _asm
        {
            rdtsc
            mov DWORD PTR tscBefore, eax
            mov DWORD PTR [tscBefore + 4], edx
        }

        // retrieve the current value of the performance counter:
        QueryPerformanceCounter(&hpetBefore);

        // read CPU cycle count again, to detect context switch
        _asm
        {
            rdtsc
            mov DWORD PTR tscCheck, eax
            mov DWORD PTR [tscCheck + 4], edx
        }
    } while ((tscCheck - tscBefore) > 800 && (--retryLimit) > 0);

    Sleep(1000);

    do {
        // read CPU cycle count
        _asm
        {
            rdtsc
            mov DWORD PTR tscAfter, eax
            mov DWORD PTR [tscAfter + 4], edx
        }

        // retrieve the current value of the performance counter:
        QueryPerformanceCounter(&hpetAfter);

        // read CPU cycle count again, to detect context switch
        _asm
        {
            rdtsc
            mov DWORD PTR tscCheck, eax
            mov DWORD PTR [tscCheck + 4], edx
        }
    } while ((tscCheck - tscAfter) > 800 && (--retryLimit) > 0);

    // stop-start is speed in Hz divided by 1,000,000 is speed in MHz
    return (double)(tscAfter - tscBefore) / (double)(hpetAfter.QuadPart - hpetBefore.QuadPart) * (double)hpetFreq.QuadPart / 1.0e6;
}

大多数编译器提供__rdtsc()内在函数，在这种情况下，您可以使用tscBefore = __rdtsc();而不是__asm块。遗憾的是，这两种方法都是特定于平台和编译器的。

Answer 2

答案取决于你真正想知道的。

如果您的目标是查找当前正在运行的某个特定应用程序的运行频率，那么这是一个难题，需要管理员/ root权限才能访问特定于模型的寄存器，甚至可能访问BIOS。您可以在Windows上使用CPU-Z或在Linux上使用powertop执行此操作。

但是，如果您只是想知道处理器在负载下的一个或多个线程的工作频率，以便您可以计算峰值触发器（这就是我关心这个的原因）那么这可以通过更多来完成不太常用的代码，不需要管理员权限。

我从http://randomascii.wordpress.com/2013/08/06/defective-heat-sinks-causing-garbage-gaming/的布鲁斯道森的代码中得到了这个想法。我主要使用OpenMP扩展他的代码以使用多个线程。

我已经在Linux和Windows上对Intel处理器进行了测试，包括Nahalem，Ivy Bridge和Haswell，一个插槽最多四个插槽（40个线程）。结果与正确答案的偏差均小于0.5％。

我在此处描述了如何确定频率how-can-i-programmatically-find-the-cpu-frequency-with-c，因此我不会重复所有细节。

Answer 3

你的问题根本无法解决。 CPU频率不断变化。有时操作系统知道这些变化并且可以告诉你，但有时它却没有。 CPU可以自己超频（TurboBoost）或自己降频（由于过热）。有些处理器通过以相同的速率运行时钟来降低功耗以避免熔化，但仅在某些周期内工作，此时整个时钟频率概念毫无意义。

在这篇文章中，我讨论了大量的机器，我分析了在没有Windows注意的情况下CPU被热量限制的位置。

http://randomascii.wordpress.com/2013/08/06/defective-heat-sinks-causing-garbage-gaming/

可能会编写一些非常特定于处理器的杂乱代码来检测它，但它需要管理员权限。

我的观点是，你提出了一个无法回答的问题，在大多数情况下，这不是你应该问的问题。使用注册表中的值，或询问Windows运行CPU的频率（请参阅PROCESSOR_POWER_INFORMATION）并将其称为足够好。

获得CPU频率需要一些帮助

3 个答案: