Il y a plusieurs raisons à cela. Une boucle à verrouillage de phase, ou PLL, est un circuit utilisé pour générer une fréquence stable qui a une relation mathématique spécifique avec une fréquence de référence. Plus précisément, c'est un circuit qui est utilisé pour contrôler une sorte d'oscillateur électriquement accordable (généralement un oscillateur commandé en tension, ou VCO) de sorte que sa sortie soit verrouillée dans une relation spécifique avec une fréquence de référence qui est fournie par une sorte de référence stable. (généralement un oscillateur à cristal, oscillateur à cristal ou oscillateur MEMS en silicium).

Une PLL fonctionne en divisant la sortie du VCO et l'entrée de référence avec des diviseurs de fréquence, puis en comparant la fréquence et la phase de ces sorties divisées et en ajustant la tension de commande du VCO jusqu'à ce que la fréquence et la phase s'alignent.

Il est possible pour une PLL de générer une fréquence beaucoup plus élevée que la fréquence de référence - par exemple, une référence de 100 MHz peut être multipliée jusqu'à plusieurs GHz. Si la PLL est intégrée sur la même puce où la sortie haute fréquence est utilisée, cela peut économiser de l'énergie et réduire les EMI en abaissant la fréquence envoyée à travers les traces de la carte de circuit imprimé. Cela simplifie également la mise en page du tableau.

Puisque la relation est déterminée avec de simples diviseurs de fréquence et qu'il est assez simple de construire des diviseurs programmables, il est très facile de changer la fréquence de sortie d'une PLL en changeant simplement les paramètres du diviseur. Cela peut permettre des économies d'énergie à l'aide d'une technique appelée mise à l'échelle dynamique de fréquence, où la fréquence est ajustée en fonction des performances requises du processeur pour réduire la consommation d'énergie. Il permet également la configuration logicielle de la fréquence, ce qui rend la conception du système beaucoup plus flexible car le logiciel peut décider des paramètres à utiliser au moment du démarrage en fonction du matériel détecté (par exemple, en regardant le cerclage des broches du socket du processeur ou en lisant le SPD Contenu EEPROM sur les modules RAM pendant le démarrage).

Dans un processeur moderne, il y aura plusieurs PLL présentes pour fournir les horloges de divers composants. Les processeurs modernes ont un haut niveau d'intégration et donc les composants qui étaient auparavant situés sur des puces séparées sont de plus en plus intégrés sur une seule puce - il y a beaucoup plus qu'un seul cœur de traitement et un bus frontal sur un processeur moderne. Les cœurs de traitement eux-mêmes fonctionneront sur une ou plusieurs horloges qui sont fournies par une ou plusieurs PLL afin que les horloges de cœur puissent être ajustées facilement, et éventuellement peuvent être ajustées indépendamment. L'interface PCI express nécessitera également des PLL, probablement plusieurs PLL pour prendre en charge le fonctionnement à différents débits de liaison. Les connexions Serial ATA fonctionnent également à une vitesse différente et auront donc leurs propres PLL. Il en va de même pour QPI, hyper transport, USB 3, HDMI, port d'affichage, etc. L'interface mémoire nécessite probablement une PLL différente pour générer la fréquence d'horloge spécifique requise par la mémoire installée. Toutes ces PLL utiliseraient le même oscillateur de référence (relativement) basse fréquence sur la carte mère.

J'y suis allé, j'ai fait ça.

En dehors des autres raisons mentionnées ici, il y en a une autre:
Les responsables marketing veulent rendre la conception des puces aussi bon marché que possible.Ainsi, ils préfèrent utiliser des cristaux bon marché.Ceux utilisés pour Ethernet entrent dans cette catégorie.Vous devez donc souvent utiliser un cristal de 25 MHz.

Dans le même temps, le marketing veut des processeurs puissants.Ainsi, le processeur (appelons-le un LEG ⁺⁺ ) devrait pouvoir fonctionner à 1 ou 2 GHz.
La seule façon de le faire est d'utiliser une PLL.

Ou le processeur peut fonctionner à 64 MHz maximum, mais ils veulent avoir une interface USB qui nécessite une horloge de 48 MHz.Encore une fois PLL à la rescousse.

⁺⁺ _{LEG n'est pas une marque déposée.(Du moins pour autant que je sache)}

Les PLL peuvent être utilisées pour multiplier et diviser les fréquences.Les processeurs qui ont des PLL pour générer leurs horloges sont hautement reconfigurables.La vitesse d'horloge peut être modifiée par rapport à l'horloge de référence externe sur une large plage, et c'est la PLL qui rend cela possible.

Les PLL sont principalement utilisées pour générer une ou plusieurs horloges plus rapides ou plus lentes à partir d'une horloge de référence.

Vous pourriez avoir dit un cristal fixe de 100 MHz, mais vous voulez ensuite faire fonctionner votre processeur à 2 GHz, donc une PLL est nécessaire pour augmenter la fréquence (un cristal d'horloge de 2 GHz n'est pas faisable).

De plus, vous voudrez peut-être pouvoir changer la fréquence de votre CPU à la volée (par exemple, une horloge turbo).Dans ce cas, vous pourriez avoir une PLL reconfigurable.

De plus, vous pouvez avoir besoin d'une mémoire ou d'une horloge périphérique différente de celle de votre CPU.Encore une fois, une PLL et un diviseur peuvent être utilisés pour générer cela à partir d'une seule référence.

3 raisons principales;

1) Économies d'énergie pour les mobiles et prolonger la durée de vie du processeur en restant au frais.
2) L'intégrité du signal est améliorée en utilisant le multiplicateur xx pour le bus frontal en raison de la courte longueur d'onde et de la capacité inférieure
3) vitesse du processeur flexible est possible avec la manette des gaz sur le multiplicateur d'horloge et Vdd pour permettre la puissance du processeur en rafale et le refroidissement.

Le routage du signal du FSB à 100 MHz est facile,> 1 GHz est difficile et votre processeur est beaucoup plus élevé, le courant du pilote augmente avec f et les réflexions des ondes stationnaires déforment les ondes carrées.La réduction de l'horloge du processeur permet d'économiser de l'énergie et de réduire la température.