c# - 在获得 CPU 频率方面需要一些帮助

Question

我正在尝试制作一个 C# 软件来读取有关 CPU 的信息并将它们显示给用户(就像 CPU-Z)。我目前的问题是我找不到显示 CPU 频率的方法。

起初我尝试使用 Win32_Processor 类 的简单方法。事实证明它非常有效，除非 CPU 超频(或降频)。

然后，我发现我的注册表在 HKLM\HARDWARE\DESCRIPTION\System\CentralProcessor\0 处包含 CPU 的“标准”时钟(即使已超频)。问题在于，在现代 CPU 中，当 CPU 不需要全功率时，核心倍频会降低，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 实际计算 CPU 频率。我为此使用了 C++，因为如果该方法有效，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:程序只给了我最大频率(就像在注册表值中，1-2 Mhz 的差异)而且它看起来也比它应该加载的 CPU 多(我什至有 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;
}

我还应该提到，我已经在 AMD CPU 上测试了最后一种方法。我还为 RdTSC 方法尝试了一些其他代码，但没有一个能正常工作。

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(即使在 CPU 超频时)？我知道这个问题被问了很多次，但实际上没有人回答我的问题。

Answer 1

是的，该代码会等待整整一秒钟，这会导致该核心 100% 忙一秒钟。一秒钟的时间足以让动态时钟算法检测负载并将 CPU 频率从节能状态中踢出。如果具有升压功能的处理器实际显示的频率高于标记频率，我不会感到惊讶。

不过，这个概念还不错。您需要做的是 sleep 大约一秒钟的时间间隔。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。

此外，我建议在调用 QueryPerformanceCounter 之前和之后检查 RDTSC，以检测 RDTSC 和 QueryPerformanceCounter 这会弄乱你的结果。

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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，这并不反射(reflect)动态变化的 CPU 时钟速率(不过，它确实在没有忙等待的情况下测量标称速率，因此它是对问题中提供的代码的重大改进)。

• Bruce Dawson explained this in a blog post

所以看起来您毕竟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有一个可以使用的驱动程序和code for the frequency calculations

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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;
}

大多数编译器都提供了一个 __rdtsc() 内在函数，在这种情况下，您可以使用 tscBefore = __rdtsc(); 而不是 __asm block .不幸的是，这两种方法都是特定于平台和编译器的。