CPU 參數詳解 CPU是Central Processing Unit(中央處理器)的縮寫(xiě),CPU一般由邏輯運算單元、控制單元和存儲單元組成。
在邏輯運算和控制單元中包括一些寄存器,這些寄存器用于CPU在處理數據過(guò)程中數據的暫時(shí)保存。大家需要重點(diǎn)了解的CPU主要指標/參數有: 1.主頻 主頻,也就是CPU的時(shí)鐘頻率,簡(jiǎn)單地說(shuō)也就是CPU的工作頻率,例如我們常說(shuō)的P4(奔四)1.8GHz,這個(gè)1.8GHz(1800MHz)就是CPU的主頻。
一般說(shuō)來(lái),一個(gè)時(shí)鐘周期完成的指令數是固定的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快。主頻=外頻X倍頻。
此外,需要說(shuō)明的是AMD的Athlon XP系列處理器其主頻為PR(Performance Rating)值標稱(chēng),例如Athlon XP 1700+和1800+。舉例來(lái)說(shuō),實(shí)際運行頻率為1.53GHz的Athlon XP標稱(chēng)為1800+,而且在系統開(kāi)機的自檢畫(huà)面、Windows系統的系統屬性以及WCPUID等檢測軟件中也都是這樣顯示的。
2.外頻 外頻即CPU的外部時(shí)鐘頻率,主板及CPU標準外頻主要有66MHz、100MHz、133MHz幾種。此外主板可調的外頻越多、越高越好,特別是對于超頻者比較有用。
3.倍頻 倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。例如Athlon XP 2000+的CPU,其外頻為133MHz,所以其倍頻為12.5倍。
4.接口 接口指CPU和主板連接的接口。主要有兩類(lèi),一類(lèi)是卡式接口,稱(chēng)為SLOT,卡式接口的CPU像我們經(jīng)常用的各種擴展卡,例如顯卡、聲卡等一樣是豎立插到主板上的,當然主板上必須有對應SLOT插槽,這種接口的CPU目前已被淘汰。
另一類(lèi)是主流的針腳式接口,稱(chēng)為Socket,Socket接口的CPU有數百個(gè)針腳,因為針腳數目不同而稱(chēng)為Socket370、Socket478、Socket462、Socket423等。 5.緩存 緩存就是指可以進(jìn)行高速數據交換的存儲器,它先于內存與CPU交換數據,因此速度極快,所以又被稱(chēng)為高速緩存。
與處理器相關(guān)的緩存一般分為兩種——L1緩存,也稱(chēng)內部緩存;和L2緩存,也稱(chēng)外部緩存。例如Pentium4“Willamette”內核產(chǎn)品采用了423的針腳架構,具備400MHz的前端總線(xiàn),擁有256KB全速二級緩存,8KB一級追蹤緩存,SSE2指令集。
內部緩存(L1 Cache) 也就是我們經(jīng)常說(shuō)的一級高速緩存。在CPU里面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率,內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,L1緩存越大,CPU工作時(shí)與存取速度較慢的L2緩存和內存間交換數據的次數越少,相對電腦的運算速度可以提高。
不過(guò)高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大,L1緩存的容量單位一般為KB。 外部緩存(L2 Cache) CPU外部的高速緩存,外部緩存成本昂貴,所以Pentium 4 Willamette核心為外部緩存256K,但同樣核心的賽揚4代只有128K。
6.多媒體指令集 為了提高計算機在多媒體、3D圖形方面的應用能力,許多處理器指令集應運而生,其中最著(zhù)名的三種便是Intel的MMX、SSE/SSE2和AMD的3D NOW!指令集。理論上這些指令對目前流行的圖像處理、浮點(diǎn)運算、3D運算、視頻處理、音頻處理等諸多多媒體應用起到全面強化的作用。
7.制造工藝 早期的處理器都是使用0.5微米工藝制造出來(lái)的,隨著(zhù)CPU頻率的增加,原有的工藝已無(wú)法滿(mǎn)足產(chǎn)品的要求,這樣便出現了0.35微米以及0.25微米工藝。制作工藝越精細意味著(zhù)單位體積內集成的電子元件越多,而現在,采用0.18微米和0.13微米制造的處理器產(chǎn)品是市場(chǎng)上的主流,例如Northwood核心P4采用了0.13微米生產(chǎn)工藝。
而在2003年,Intel和AMD的CPU的制造工藝會(huì )達到0.09毫米。 8.電壓(Vcore) CPU的工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓,與制作工藝及集成的晶體管數相關(guān)。
正常工作的電壓越低,功耗越低,發(fā)熱減少。CPU的發(fā)展方向,也是在保證性能的基礎上,不斷降低正常工作所需要的電壓。
例如老核心Athlon XP的工作電壓為1.75v,而新核心的Athlon XP其電壓為1.65v 9.封裝形式 所謂CPU封裝是CPU生產(chǎn)過(guò)程中的最后一道工序,封裝是采用特定的材料將CPU芯片或CPU模塊固化在其中以防損壞的保護措施,一般必須在封裝后CPU才能交付用戶(hù)使用。CPU的封裝方式取決于CPU安裝形式和器件集成設計,從大的分類(lèi)來(lái)看通常采用Socket插座進(jìn)行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝,而采用Slot x槽安裝的CPU則全部采用SEC(單邊接插盒)的形式封裝。
現在還有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封裝技術(shù)。由于市場(chǎng)競爭日益激烈,目前CPU封裝技術(shù)的發(fā)展方向以節約成本為主。
10.整數單元和浮點(diǎn)單元 ALU—運算邏輯單元,這就是我們所說(shuō)的“整數”單元。數學(xué)運算如加減乘除以及邏輯運算如“OR、AND、ASL、ROL”等指令都在邏輯運算單元中執行。
在多數的軟件程序中,這些運算占了程序代碼的絕大多數。 而浮點(diǎn)運算單元FPU(Floating Point Unit)主要負責浮點(diǎn)運算和高精度整數運算。
有些FPU還具有向量運算的功能,另外一些則有專(zhuān)門(mén)的向量處理單元。 整數處理能力是CPU運算速度最重要的體現,但浮點(diǎn)運算能力是關(guān)系到CPU的多媒體、3D圖形處。
中央處理器(英文Central Processing Unit,CPU)是一臺計算機的運算核心和控制核心。
CPU、內部存儲器和輸入/輸出設備是電子計算機三大核心部件。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。
CPU由運算器、控制器和寄存器及實(shí)現它們之間聯(lián)系的數據、控制及狀態(tài)的總線(xiàn)構成。差不多所有的CPU的運作原理可分為四個(gè)階段:提取(Fetch)、解碼(Decode)、執行(Execute)和寫(xiě)回(Writeback)。
CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令,放入指令寄存器,并對指令譯碼,并執行指令。所謂的計算機的可編程性主要是指對CPU的編程。
CPU 參數詳解 CPU是Central Processing Unit(中央處理器)的縮寫(xiě),CPU一般由邏輯運算單元、控制單元和存儲單元組成。
在邏輯運算和控制單元中包括一些寄存器,這些寄存器用于CPU在處理數據過(guò)程中數據的暫時(shí)保存。大家需要重點(diǎn)了解的CPU主要指標/參數有: 1.主頻 主頻,也就是CPU的時(shí)鐘頻率,簡(jiǎn)單地說(shuō)也就是CPU的工作頻率,例如我們常說(shuō)的P4(奔四)1.8GHz,這個(gè)1.8GHz(1800MHz)就是CPU的主頻。
一般說(shuō)來(lái),一個(gè)時(shí)鐘周期完成的指令數是固定的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快。主頻=外頻X倍頻。
此外,需要說(shuō)明的是AMD的Athlon XP系列處理器其主頻為PR(Performance Rating)值標稱(chēng),例如Athlon XP 1700+和1800+。舉例來(lái)說(shuō),實(shí)際運行頻率為1.53GHz的Athlon XP標稱(chēng)為1800+,而且在系統開(kāi)機的自檢畫(huà)面、Windows系統的系統屬性以及WCPUID等檢測軟件中也都是這樣顯示的。
2.外頻 外頻即CPU的外部時(shí)鐘頻率,主板及CPU標準外頻主要有66MHz、100MHz、133MHz幾種。此外主板可調的外頻越多、越高越好,特別是對于超頻者比較有用。
3.倍頻 倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。例如Athlon XP 2000+的CPU,其外頻為133MHz,所以其倍頻為12.5倍。
4.接口 接口指CPU和主板連接的接口。主要有兩類(lèi),一類(lèi)是卡式接口,稱(chēng)為SLOT,卡式接口的CPU像我們經(jīng)常用的各種擴展卡,例如顯卡、聲卡等一樣是豎立插到主板上的,當然主板上必須有對應SLOT插槽,這種接口的CPU目前已被淘汰。
另一類(lèi)是主流的針腳式接口,稱(chēng)為Socket,Socket接口的CPU有數百個(gè)針腳,因為針腳數目不同而稱(chēng)為Socket370、Socket478、Socket462、Socket423等。 5.緩存 緩存就是指可以進(jìn)行高速數據交換的存儲器,它先于內存與CPU交換數據,因此速度極快,所以又被稱(chēng)為高速緩存。
與處理器相關(guān)的緩存一般分為兩種——L1緩存,也稱(chēng)內部緩存;和L2緩存,也稱(chēng)外部緩存。例如Pentium4“Willamette”內核產(chǎn)品采用了423的針腳架構,具備400MHz的前端總線(xiàn),擁有256KB全速二級緩存,8KB一級追蹤緩存,SSE2指令集。
內部緩存(L1 Cache) 也就是我們經(jīng)常說(shuō)的一級高速緩存。在CPU里面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率,內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,L1緩存越大,CPU工作時(shí)與存取速度較慢的L2緩存和內存間交換數據的次數越少,相對電腦的運算速度可以提高。
不過(guò)高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大,L1緩存的容量單位一般為KB。 外部緩存(L2 Cache) CPU外部的高速緩存,外部緩存成本昂貴,所以Pentium 4 Willamette核心為外部緩存256K,但同樣核心的賽揚4代只有128K。
6.多媒體指令集 為了提高計算機在多媒體、3D圖形方面的應用能力,許多處理器指令集應運而生,其中最著(zhù)名的三種便是Intel的MMX、SSE/SSE2和AMD的3D NOW!指令集。理論上這些指令對目前流行的圖像處理、浮點(diǎn)運算、3D運算、視頻處理、音頻處理等諸多多媒體應用起到全面強化的作用。
7.制造工藝 早期的處理器都是使用0.5微米工藝制造出來(lái)的,隨著(zhù)CPU頻率的增加,原有的工藝已無(wú)法滿(mǎn)足產(chǎn)品的要求,這樣便出現了0.35微米以及0.25微米工藝。制作工藝越精細意味著(zhù)單位體積內集成的電子元件越多,而現在,采用0.18微米和0.13微米制造的處理器產(chǎn)品是市場(chǎng)上的主流,例如Northwood核心P4采用了0.13微米生產(chǎn)工藝。
而在2003年,Intel和AMD的CPU的制造工藝會(huì )達到0.09毫米。 8.電壓(Vcore) CPU的工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓,與制作工藝及集成的晶體管數相關(guān)。
正常工作的電壓越低,功耗越低,發(fā)熱減少。CPU的發(fā)展方向,也是在保證性能的基礎上,不斷降低正常工作所需要的電壓。
例如老核心Athlon XP的工作電壓為1.75v,而新核心的Athlon XP其電壓為1.65v 9.封裝形式 所謂CPU封裝是CPU生產(chǎn)過(guò)程中的最后一道工序,封裝是采用特定的材料將CPU芯片或CPU模塊固化在其中以防損壞的保護措施,一般必須在封裝后CPU才能交付用戶(hù)使用。CPU的封裝方式取決于CPU安裝形式和器件集成設計,從大的分類(lèi)來(lái)看通常采用Socket插座進(jìn)行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝,而采用Slot x槽安裝的CPU則全部采用SEC(單邊接插盒)的形式封裝。
現在還有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封裝技術(shù)。由于市場(chǎng)競爭日益激烈,目前CPU封裝技術(shù)的發(fā)展方向以節約成本為主。
10.整數單元和浮點(diǎn)單元 ALU—運算邏輯單元,這就是我們所說(shuō)的“整數”單元。數學(xué)運算如加減乘除以及邏輯運算如“OR、AND、ASL、ROL”等指令都在邏輯運算單元中執行。
在多數的軟件程序中,這些運算占了程序代碼的絕大多數。 而浮點(diǎn)運算單元FPU(Floating Point Unit)主要負責浮點(diǎn)運算和高精度整數運算。
有些FPU還具有向量運算的功能,另外一些則有專(zhuān)門(mén)的向量處理單元。 整數處理能力是CPU運算速度最重要的體現,但浮點(diǎn)運算能力是關(guān)系到CPU的多媒體。
1)前端總線(xiàn):英文名稱(chēng)叫Front Side Bus,一般簡(jiǎn)寫(xiě)為FSB。
前端總線(xiàn)是CPU跟外界溝通的唯一通道,處理器必須通過(guò)它才能獲得數據,也只能通過(guò)它來(lái)將運算結果傳送出其他對應設備。前端總線(xiàn)的速度越快,CPU的數據傳輸就越迅速。
前端總線(xiàn)的速度主要是用前端總線(xiàn)的頻率來(lái)衡量,前端總線(xiàn)的頻率有兩個(gè)概念:一就是總線(xiàn)的物理工作頻率(即我們所說(shuō)的外頻),二就是有效工作頻率(即我們所說(shuō)的FSB頻率),它直接決定了前端總線(xiàn)的數據傳輸速度。 由于INTEL跟AMD采用了不同的技術(shù),所以他們之間FSB頻率跟外頻的關(guān)系式也就不同了:現時(shí)的INTEL處理器的兩者的關(guān)系是:FSB頻率=外頻X4;而AMD的就是:FSB頻率=外頻X2。
舉個(gè)例子:P4 2。8C的FSB頻率是800MHZ,由那公式可以知道該型號的外頻是200MHZ了;又如BARTON核心的Athlon XP2500+ ,它的外頻是166MHZ,根據公式,我們知道它的FSB頻率就是333MHZ了!目前的Pentium 4處理器已經(jīng)有了800MHZ的前端總線(xiàn)頻率,而AMD處理器的最高FSB頻率為400MHZ,這一點(diǎn)Intel處理器還是比較有優(yōu)勢的。
2)二級緩存:也就是L2 Cache,我們平時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)L2。主要功能是作為后備數據和指令的存儲。
L2的容量的大小對處理器的性能影響很大,尤其是商業(yè)性能方面。L2因為需要占用大量的晶體管,是CPU晶體管總數中占得最多的一個(gè)部分,高容量的L2成本相當高!所以INTEL和AMD都是以L(fǎng)2容量的差異來(lái)作為高端和低端產(chǎn)品的分界標準!現在市面上的CPU的L2有低至64K,也有高達1024K的,當然它們之間的價(jià)格也有十分大的差異。
3)制造工藝:我們經(jīng)常說(shuō)的0。18微米、0。
13微米制程,就是指制造工藝。制造工藝直接關(guān)系到CPU的電氣性能。
而0。18微米、0。
13微米這個(gè)尺度就是指的是CPU核心中線(xiàn)路的寬度。線(xiàn)寬越小,CPU的功耗和發(fā)熱量就越低,并可以工作在更高的頻率上了。
所以0。18微米的CPU能夠達到的最高頻率比0。
13微米CPU能夠達到的最高頻率低,同時(shí)發(fā)熱量更大都是這個(gè)道理。現在主流的CPU基本都是采用0。
13微米這種成熟的制造工藝,最新推出的CPU已經(jīng)已經(jīng)發(fā)展到0。09微米了,隨著(zhù)技術(shù)的成熟,不久的將來(lái)肯定是0。
09微米制造工藝的天下了。 4)流水線(xiàn):流水線(xiàn)也是一個(gè)比較重要的概念。
CPU的流水線(xiàn)指的就是處理器內核中運算器的設計。這好比我們現實(shí)生活中工廠(chǎng)的生產(chǎn)流水線(xiàn)。
處理器的流水線(xiàn)的結構就是把一個(gè)復雜的運算分解成很多個(gè)簡(jiǎn)單的基本運算,然后由專(zhuān)門(mén)設計好的單元完成運算。 CPU流水線(xiàn)長(cháng)度越長(cháng),運算工作就越簡(jiǎn)單,處理器的工作頻率就越高,不過(guò)CPU的效能就越差,所以說(shuō)流水線(xiàn)長(cháng)度并不是越長(cháng)越好的。
由于CPU的流水線(xiàn)長(cháng)度很大程度上決定了CPU所能達到的最高頻率,所以現在INTEL為了提高CPU的頻率,而設計了超長(cháng)的流水線(xiàn)設計。 5)超線(xiàn)程技術(shù)(Hyper-Threading,簡(jiǎn)寫(xiě)為HT):這是Intel針對Pentium4指令效能比較低這個(gè)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的。
超線(xiàn)程是一種同步多線(xiàn)程執行技術(shù),采用此技術(shù)的CPU內部集成了兩個(gè)邏輯處理器單元,相當于兩個(gè)處理器實(shí)體,可以同時(shí)處理兩個(gè)獨立的線(xiàn)程。 通俗一點(diǎn)說(shuō)就是能把一個(gè)CPU虛擬成兩個(gè),相當于兩個(gè)CPU同時(shí)運作,超線(xiàn)程實(shí)際上就是讓單個(gè)CPU能作為兩個(gè)CPU使用,從而達到了加快運算速度的目的。
包括了解它的定義及功能,原理等中央處理器(CPU,Central Processing Unit)是一塊超大規模的集成電路,是一臺計算機的運算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。
它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。中央處理器主要包括運算器(算術(shù)邏輯運算單元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速緩沖存儲器(Cache)及實(shí)現它們之間聯(lián)系的數據(Data)、控制及狀態(tài)的總線(xiàn)(Bus)。
它與內部存儲器(Memory)和輸入/輸出(I/O)設備合稱(chēng)為電子計算機三大核心部件。主要功能編輯處理指令英文Processing instructions;這是指控制程序中指令的執行順序。
程序中的各指令之間是有嚴格順序的,必須嚴格按程序規定的順序執行,才能保證計算機系統工作的正確性。執行操作英文Perform an action;一條指令的功能往往是由計算機中的部件執行一系列的操作來(lái)實(shí)現的。
CPU要根據指令的功能,產(chǎn)生相應的操作控制信號,發(fā)給相應的部件,從而控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作。控制時(shí)間英文Control time;時(shí)間控制就是對各種操作實(shí)施時(shí)間上的定時(shí)。
在一條指令的執行過(guò)程中,在什么時(shí)間做什么操作均應受到嚴格的控制。只有這樣,計算機才能有條不紊地工作。
處理數據即對數據進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算,或進(jìn)行其他的信息處理。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據, 并執行指令。
在微型計算機中又稱(chēng)微處理器,計算機的所有操作都受CPU控制,CPU的性能指標直接決定了微機系統的性能指標。CPU具有以下4個(gè)方面的基本功能:數據通信,資源共享,分布式處理,提供系統可靠性。
運作原理可基本分為四個(gè)階段:提取(Fetch)、解碼(Decode)、執行(Execute)和寫(xiě)回(Writeback)。
CPU是英語(yǔ)“Central Processing Unit/中央處理器”的縮寫(xiě).CPU一般由邏輯運算單元、控制單元和存儲單元組成
1 主頻 時(shí)鐘頻率,主頻越高速度越快。 主頻=外頻X倍頻
2 內存總線(xiàn)速度 也叫系統總線(xiàn)速度,一般等于外頻,就是指CPU與L2(二級緩存)和內存之間的工作頻率。
3 作電壓 CPU制造工藝與主頻提高,工作電壓下降
4CPU擴展指令 Intel—SSE,MMX AMD—3D NOW
5 整數、浮點(diǎn) 整數運算存在于大型辦公軟件,浮點(diǎn)運算主要存在于游戲和制圖軟件中。
6 L1,L2 L1-一級高速緩存,由靜態(tài)RAM組成
可稱(chēng)為內存條 ,儲器是用來(lái)存儲程序和數據的部件 ,有了存儲器,才有記憶功能,才能保證正常工作 。儲器的種類(lèi)很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱(chēng)內存儲器
內存的性能參數:容量、頻率、延遲值 內存寬帶
1存儲速度
內存的存儲速度用存取一次數據的時(shí)間來(lái)表示,單位為納秒,記為ns,1秒=10億納秒,即1納秒=10ˉ9秒。Ns值越小,表明存取時(shí)間越短,速度就越快
2存存儲容量的換算公式為,1GB=1024MB=1024*1024KB
3、CL
CL是CAS Lstency的縮寫(xiě),即CAS延遲時(shí)間,是指內存縱向地址脈沖的反應時(shí)間,是在一定頻率下衡量不同規范內存的重要標志之一
4、SPD芯片
SPD是一個(gè)8針256字節的EERROM(可電擦寫(xiě)可編程只讀存儲器) 芯片.位置一般處在內存條正面的右側, 里面記錄了諸如內存的速度、容量、電壓與行、列地址、帶寬等參數信息
5奇偶驗證
奇偶校驗就是內存每一個(gè)字節外又額外增加了一位作為錯誤檢測之用。當CPU返回讀顧儲存的數據時(shí),他會(huì )再次相加前8位中存儲的數據,計算結果是否與校驗相一致。當CPU發(fā)現二者不同時(shí)就會(huì )自動(dòng)處理
6、內存帶寬
從內存的功能上來(lái)看,我們可以將內存看作是內存控制器(一般位于北橋芯片中)與CPU之間的橋梁或倉庫。顯然,內存的存儲容量決定“倉庫”的大小,而內存的帶決定“橋梁的寬窄”,兩者缺一不可。 提示:內存帶寬的確定方式為:B表示帶寬、F表于存儲器時(shí)鐘頻率、D表示存儲器數據總線(xiàn)位數,則帶寬B=F*D/8
如常見(jiàn)100MHz的SDRAM內存的帶寬=100MHz*64bit/8=800MB/秒
內存類(lèi)型
支持內存類(lèi)型是指主板所支持的具體內存類(lèi)型。不同的主板所支持的內存類(lèi)型是不相同的。早期的主板使用的內存類(lèi)型主要有FPM、EDO、,SDRAM、RDRAM,目前主板常見(jiàn)的有DDR、DDR2內存。
FPM內存
EDO內存
SDRAM內存
RDRAM內存
DDR SDRAM內存
DDR2內存
什么是CPU
CPU是電腦系統的心臟,電腦特別是微型電腦的快速發(fā)展過(guò)程,實(shí)質(zhì)上就是CPU從低級向高級、從簡(jiǎn)單向復雜發(fā)展的過(guò)程。
一、CPU的概念
CPU(Central Processing Unit)又叫中央處理器,其主要功能是進(jìn)行運算和邏輯運算,內部結構大概可以分為控制單元、算術(shù)邏輯單元和存儲單元等幾個(gè)部分。按照其處理信息的字長(cháng)可以分為:八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等等。
二、CPU主要的性能指標
主頻:即CPU內部核心工作的時(shí)鐘頻率,單位一般是兆赫茲(MHz)。這是我們平時(shí)無(wú)論是使用還是購買(mǎi)計算機都最關(guān)心的一個(gè)參數,我們通常所說(shuō)的133、166、450等就是指它。對于同種類(lèi)的CPU,主頻越高,CPU的速度就越快,整機的性能就越高。
外頻和倍頻數:外頻即CPU的外部時(shí)鐘頻率。外頻是由電腦主板提供的,CPU的主頻與外頻的關(guān)系是:CPU主頻=外頻*倍頻數。
內部緩存:采用速度極快的SRAM制作,用于暫時(shí)存儲CPU運算時(shí)的最近的部分指令和數據,存取速度與CPU主頻相同,內部緩存的容量一般以KB為單位。當它全速工作時(shí),其容量越大,使用頻率最高的數據和結果就越容易盡快進(jìn)入CPU進(jìn)行運算,CPU工作時(shí)與存取速度較慢的外部緩存和內存間交換數據的次數越少,相對電腦的運算速度可以提高。
地址總線(xiàn)寬度:地址總線(xiàn)寬度決定了CPU可以訪(fǎng)問(wèn)的物理地址空間,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是CPU到底能夠使用多大容量的內存。
多媒體擴展指令集(MMX)技術(shù):MMX是Intel公司為增強Pentium CPU 在音像、圖形和通信應用方面而采取的新技術(shù)。這一技術(shù)為CPU增加了全新的57條MMX指令,這些加了MMX指令的 CPU比普通CPU在運行含有MMX指令的程序時(shí),處理多媒體的能力上提高了60%左右。即使不使用MMX指令的程序,也能獲得15%左右的性能提升。
微處理器在多方面改變了我們的生活,現在認為理所當然的事,在以前卻是難以想象的。六十年代計算機大得可充滿(mǎn)整個(gè)房間,只有很少的人能使用它們。六十年代中期集成電路的發(fā)明使電路的小型化得以在一塊單一的硅片上實(shí)現,為微處理器的發(fā)展奠定了基礎。在可預見(jiàn)的未來(lái),CPU的處理能力將繼續保持高速增長(cháng),小型化、集成化永遠是發(fā)展趨勢,同時(shí)會(huì )形成不同層次的產(chǎn)品,也包括專(zhuān)用處理器。
1、CPU的位和字長(cháng)
位:在數字電路和電腦技術(shù)中采用二進(jìn)制,代碼只有“0”和“1”,其中無(wú)論是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字長(cháng):電腦技術(shù)中對CPU在單位時(shí)間內(同一時(shí)間)能一次處理的二進(jìn)制數的位數叫字長(cháng)。所以能處理字長(cháng)為8位數據的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在單位時(shí)間內處理字長(cháng)為32位的二進(jìn)制數據。字節和字長(cháng)的區別:由于常用的英文字符用8位二進(jìn)制就可以表示,所以通常就將8位稱(chēng)為一個(gè)字節。字長(cháng)的長(cháng)度是不固定的,對于不同的CPU、字長(cháng)的長(cháng)度也不一樣。8位的CPU一次只能處理一個(gè)字節,而32位的CPU一次就能處理4個(gè)字節,同理字長(cháng)為64位的CPU一次可以處理8個(gè)字節。
2、前端總線(xiàn)(FSB)頻率
前端總線(xiàn)(FSB)頻率(即總線(xiàn)頻率)是直接影響CPU與內存直接數據交換速度。有一條公式可以計算,即數據帶寬=(總線(xiàn)頻率*數據位寬)/8,數據傳輸最大帶寬取決于所有同時(shí)傳輸的數據的寬度和傳輸頻率。比方,現在的支持64位的至強Nocona,前端總線(xiàn)是800MHz,按照公式,它的數據傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。
外頻與前端總線(xiàn)(FSB)頻率的區別:前端總線(xiàn)的速度指的是數據傳輸的速度,外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說(shuō),100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鐘震蕩一億次;而100MHz前端總線(xiàn)指的是每秒鐘CPU可接受的數據傳輸量是100MHz*64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
其實(shí)現在“HyperTransport”構架的出現,讓這種實(shí)際意義上的前端總線(xiàn)(FSB)頻率發(fā)生了變化。IA-32架構必須有三大重要的構件:內存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片組 Intel 7501、Intel7505芯片組,為雙至強處理器量身定做的,它們所包含的MCH為CPU提供了頻率為533MHz的前端總線(xiàn),配合DDR內存,前端總線(xiàn)帶寬可達到4.3GB/秒。但隨著(zhù)處理器性能不斷提高同時(shí)給系統架構帶來(lái)了很多問(wèn)題。而“HyperTransport”構架不但解決了問(wèn)題,而且更有效地提高了總線(xiàn)帶寬,比方AMD Opteron處理器,靈活的HyperTransport I/O總線(xiàn)體系結構讓它整合了內存控制器,使處理器不通過(guò)系統總線(xiàn)傳給芯片組而直接和內存交換數據。這樣的話(huà),前端總線(xiàn)(FSB)頻率在A(yíng)MD Opteron處理器就不知道從何談起了。
3、寄存器部件
寄存器部件,包括通用寄存器、專(zhuān)用寄存器和控制寄存器。
通用寄存器又可分定點(diǎn)數和浮點(diǎn)數兩類(lèi),它們用來(lái)保存指令中的寄存器操作數和操作結果。
通用寄存器是中央處理器的重要組成部分,大多數指令都要訪(fǎng)問(wèn)到通用寄存器。通用寄存器的寬度決定計算機內部的數據通路寬度,其端口數目往往可影響內部操作的并行性。
專(zhuān)用寄存器是為了執行一些特殊操作所需用的寄存器。
控制寄存器通常用來(lái)指示機器執行的狀態(tài),或者保持某些指針,有處理狀態(tài)寄存器、地址轉換目錄的基地址寄存器、特權狀態(tài)寄存器、條件碼寄存器、處理異常事故寄存器以及檢錯寄存器等。
有的時(shí)候,中央處理器中還有一些緩存,用來(lái)暫時(shí)存放一些數據指令,緩存越大,說(shuō)明CPU的運算速度越快,目前市場(chǎng)上的中高端中央處理器都有2M左右的二級緩存,高端中央處理器有4M左右的二級緩存。
參考:
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