cpu性能是什么
cpu性能是什么
中央處理器(CentralProcessingUnit)的縮寫,即CPU,CPU是電腦中的核心配件,只有火柴盒那么大,幾十張紙那么厚,但它卻是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。下面是學(xué)習(xí)啦小編帶來的關(guān)于cpu性能是什么的內(nèi)容，歡迎閱讀!
cpu性能是什么：
CPU的英文全稱是Central Processing Unit,即中央處理器。CPU從雛形出現(xiàn)到發(fā)展壯大的今天,由于制造技術(shù)的越來越先進(jìn),其集成度越來越高,內(nèi)部的晶體管數(shù)達(dá)到幾百萬個(gè)。雖然從最初的CPU發(fā)展到現(xiàn)在其晶體管數(shù)增加了幾十倍,但是CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍然可分為控制單元,邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部分。CPU的性能大致上反映出了它所配置的那部微機(jī)的性能,因此CPU的性能指標(biāo)十分重要。 CPU主要的性能指標(biāo)有以下幾點(diǎn):
第一:主頻,也就是CPU的時(shí)鐘頻率,簡單地說也就是CPU的工作頻率。一般說來,一個(gè)時(shí)鐘周完成的指令數(shù)是固定的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快了。不過由于各種CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不盡相同,所以并不能完全用主頻來概括CPU的性能。至于外頻就是系統(tǒng)總線的工作頻率;而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數(shù)。用公式表示就是:主頻=外頻×倍頻。(笨笨熊注:我們購買計(jì)算機(jī)主要看CPU的主頻)
第二:內(nèi)存總線速度或者叫系統(tǒng)總路線速度,一般等同于CPU的外頻。內(nèi)存總線的速度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能來說很重要,由于內(nèi)存速度的發(fā)展滯后于CPU的發(fā)展速度,為了緩解內(nèi)存帶來的瓶頸,所以出現(xiàn)了二級(jí)緩存,來協(xié)調(diào)兩者之間的差異,而內(nèi)存總線速度就是指CPU與二級(jí)(L2)高速緩存和內(nèi)存之間的工作頻率。
第三:工作電壓。工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU(386、486)由于工藝落后,它們的工作電壓一般為5V(奔騰等是3.5V/3.3V/2.8V等),隨著CPU的制造工藝與主頻的提高,CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢(shì),Intel最新出品的Coppermine已經(jīng)采用1.6V的工作電壓了。低電壓能解決耗電過大和發(fā)熱過高的問題。這對(duì)于筆記本電腦尤其重要。(笨笨熊注:新賽揚(yáng)是1.5V)
第四:協(xié)處理器或者叫數(shù)學(xué)協(xié)處理器。在486以前的CPU里面,是沒有內(nèi)置協(xié)處理器 的。由于協(xié)處理器主要的功能就是負(fù)責(zé)浮點(diǎn)運(yùn)算,因此386、286、8088等等微機(jī)CPU的浮點(diǎn)運(yùn)算性能都相當(dāng)落后,自從486以后,CPU一般都內(nèi)置了協(xié)處理器,協(xié)處理器的功能也不再局限于增強(qiáng)浮點(diǎn)運(yùn)算?，F(xiàn)在CPU的浮點(diǎn)單元(協(xié)處理器)往往對(duì)多媒體指令進(jìn)行了優(yōu)化。比如Intel的MMX技術(shù),MMX是“多媒體擴(kuò)展指令集”的縮寫。MMX是Intel公司在1996年為增強(qiáng)Pentium CPU在音像、圖形和通信應(yīng)用方面而采取的新技術(shù)。為CPU新增加57條MMX指令,把處理多媒體的能力提高了60%左右。(笨笨熊注:現(xiàn)在“銅礦”PⅢ還有MMX2技術(shù),將來還會(huì)有三代、四代MMX技術(shù),名稱可能不同,意思是一樣的)
第五:流水線技術(shù)、超標(biāo)量。流水線(pipeline)是 Intel首次在486芯片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業(yè)生產(chǎn)上的裝配流水線。在CPU中由5~6個(gè)不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線,然后將一條X86指令分成5~6步后再由這些電路單元分別執(zhí)行,這樣就能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)CPU時(shí)鐘周期完成一條指令,因此提高了CPU的運(yùn)算速度。超流水線是指某型 CPU內(nèi)部的流水線超過通常的5~6步以上,例如Pentium pro的流水線就長達(dá)14步。將流水線設(shè)計(jì)的步(級(jí))數(shù)越多,其完成一條指令的速度越快,因此才能適應(yīng)工作主頻更高的CPU。超標(biāo)量是指在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)CPU可以執(zhí)行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想象的,只有Pentium級(jí)以上CPU才具有這種超標(biāo)量結(jié)構(gòu);這是因?yàn)楝F(xiàn)代的CPU越來越多的采用了RISC技術(shù),所以才會(huì)超標(biāo)量的CPU。
第六:亂序執(zhí)行和分枝預(yù)測,亂序執(zhí)行是指CPU采用了允許將多條指令不按程序規(guī)定的順序分開發(fā)送給各相應(yīng)電路單元處理的技術(shù)。分枝是指程序運(yùn)行時(shí)需要改變的節(jié)點(diǎn)。分枝有無條件分枝和有條件分枝,其中無條件分枝只需要CPU按指令順序執(zhí)行,而條件分枝則必須根據(jù)處理結(jié)果再?zèng)Q定程序運(yùn)行方向是否改變,因此需要“分枝預(yù)測”技術(shù)處理的是條件分枝。
第七:L1高速緩存,也就是我們經(jīng)常說的一級(jí)高速緩存。在CPU里面內(nèi)置了高速緩存可以提高CPU的運(yùn)行效率。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對(duì)CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級(jí)高速緩存的容量不可能做得太大。采用回寫(Write Back)結(jié)構(gòu)的高速緩存。它對(duì)讀和寫操作均有可提供緩存。而采用寫通(Write-through)結(jié)構(gòu)的高速緩存,僅對(duì)讀操作有效。在486以上的計(jì)算機(jī)中基本采用了回寫式高速緩存。
第八:L2高速緩存,指CPU外部的高速緩存。Pentium Pro處理器的L2和CPU運(yùn)行在相同頻率下的,但成本昂貴,所以Pentium II運(yùn)行在相當(dāng)于CPU頻率一半下的,容量為512K。為降低成本Intel公司曾生產(chǎn)了一種不帶L2的CPU名為賽揚(yáng)。(笨笨熊注:現(xiàn)在銅礦及新賽揚(yáng)的L2緩存與CPU同頻,所以高端1G以上的芯片大戰(zhàn)中Intel暫時(shí)領(lǐng)先于L2只有主頻一半或三分之一的AMD的K7)
第九:制造工藝, Pentium CPU的制造工藝是0.35微米, PII和賽揚(yáng)可以達(dá)到0.25微米,最新的CPU制造工藝可以達(dá)到0.18微米,并且將采用銅配線技術(shù),可以極大地提高CPU的集成度和工作頻率。
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