高速なCPUで何がクロック信号を生成し、どのように機能しますか？

多くの場合、集積回路では、水晶振動子を使用してクロック信号を生成します。ただし、これはMHz単位の速度にしか達しません。コンピュータプロセッサのように、5 GHzまでの信号を生成するコンポーネントまたは回路はどれですか。

PCをオーバークロックするときに、どのようにしてその速度を上げることができますか（水晶体に高い電圧をかけたり、冷やしたりすると、水晶が加速するとは思わないので）。

実際、水晶発振器は簡単に最大で数十MHzに達する可能性があります。その上、ほとんどの場合、PLL（フェーズロックループ）が使用されます。これは、それ自体は非常に正確ではないが、調整できます（周波数は多少調整できます）。この高周波発振器の周波数は適切な係数で除算され（信号を2の累乗で除算するのは簡単で完全に正確です）、次に10 MHzの発振器と比較します。比較は、高周波発振器を調整するために使用されます。したがって、高周波数は、（ほぼ）低周波数の水晶発振器の精度で作成されます。

ほとんどすべての場合、これを行うための回路はプロセッサチップに組み込まれています。これは、ソフトウェア制御下で構成する必要があり、そのような高周波信号をチップ間でルーティングすることは悪夢です。

発振するのに水晶は必要ありません。コンデンサーやインダクターのような、増幅器を備えたどんな反応性コンポーネントでも機能します。実際、クリスタルは、直列に接続されたR、L、Cと同等であり、すべてCと並列です。クリスタルの利点は、共振周波数が非常に正確であることです。より高い周波数を生成するには、発振回路で他の共振コンポーネント（チップ内のインダクターやコンデンサーなど）を使用します。

一部の発振回路では、周波数は印加電圧（VCO）によって変化する可能性があります。これらは、出力周波数を分割し、それを水晶のような正確な低周波ソースと比較して、制御電圧を適切に調整することにより、高周波数を正確に生成するために使用されます。PLL（位相ロックループ）はその一例であり、分周された高周波クロックと基準クロック間の位相差に比例する電圧を生成します。