① cpu的主要功能是什麼
其功能主要是:解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。
CPU是計算機中負責讀取指令,對指令解碼並執行指令的核心部件。中央處理器主要包括兩個部分,即控制器、運算器,其中還包括高速緩沖存儲器及實現它們之間聯系的數據、控制的匯流排。
電子計算機三大核心部件就是CPU、內部存儲器、輸入/輸出設備。中央處理器的功效主要為處理指令、執行操作、控制時間、處理數據。
在計算機體系結構中,CPU 是對計算機的所有硬體資源(如存儲器、輸入輸出單元) 進行控制調配、執行通用運算的核心硬體單元。CPU 是計算機的運算和控制核心。計算機系統中所有軟體層的操作,最終都將通過指令集映射為CPU的操作。
(1)cpu的主要功能是臨時存儲擴展閱讀
CPU和GPU的比較:
GPU即圖像處理器,CPU和GPU的工作流程和物理結構大致是類似的,相比於CPU而言,GPU的工作更為單一。在大多數的個人計算機中,GPU僅僅是用來繪制圖像的。
如果CPU想畫一個二維圖形,只需要發個指令給GPU,GPU就可以迅速計算出該圖形的所有像素,並且在顯示器上指定位置畫出相應的圖形。由於GPU會產生大量的熱量,所以通常顯卡上都會有獨立的散熱裝置。
CPU有強大的算術運算單 元,可以在很少的時鍾周期內完成算術計算。同時,有很大的緩存可以保存很多數據在裡面。
此外,還有復雜的邏輯控制單元,當程序有多個分支的時候, 通過提供分支預測的能力來降低延時。GPU是基於大的吞吐量設計,有很多的算術運算單元和很少的緩存。
② CPU主要有哪些功能
其功能主要是:解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。
CPU是計算機中負責讀取指令,對指令解碼並執行指令的核心部件。中央處理器主要包括兩個部分,即控制器、運算器,其中還包括高速緩沖存儲器及實現它們之間聯系的數據、控制的匯流排。
電子計算機三大核心部件就是CPU、內部存儲器、輸入/輸出設備。中央處理器的功效主要為處理指令、執行操作、控制時間、處理數據。
在計算機體系結構中,CPU 是對計算機的所有硬體資源(如存儲器、輸入輸出單元) 進行控制調配、執行通用運算的核心硬體單元。CPU 是計算機的運算和控制核心。計算機系統中所有軟體層的操作,最終都將通過指令集映射為CPU的操作。
(2)cpu的主要功能是臨時存儲擴展閱讀
CPU和GPU的比較:
GPU即圖像處理器,CPU和GPU的工作流程和物理結構大致是類似的,相比於CPU而言,GPU的工作更為單一。在大多數的個人計算機中,GPU僅僅是用來繪制圖像的。
如果CPU想畫一個二維圖形,只需要發個指令給GPU,GPU就可以迅速計算出該圖形的所有像素,並且在顯示器上指定位置畫出相應的圖形。由於GPU會產生大量的熱量,所以通常顯卡上都會有獨立的散熱裝置。
CPU有強大的算術運算單 元,可以在很少的時鍾周期內完成算術計算。同時,有很大的緩存可以保存很多數據在裡面。
此外,還有復雜的邏輯控制單元,當程序有多個分支的時候, 通過提供分支預測的能力來降低延時。GPU是基於大的吞吐量設計,有很多的算術運算單元和很少的緩存。
③ CPU的功能主要是什麼
CPU的主要功能有四個,分別是順序控制、操作控制、時間控制、數據加工。
1、順序控制:這是指控製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,才能保證計算機工作的正確性。
2、操作控制: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實現的。CPU要根據指令的功能,產生相應的操作控制信號,發給相應的部件,從而控制這些部件按指令的要求進行動作。
3、時間控制:時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執行過程中,在什麼時間做什麼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自動工作。
4、數據加工:即對數據進行算術運算和邏輯運算,或進行其他的信息處理。
拓展資料:
CPU(Central Processing Unit),即中央處理器。CPU從雛形出現到發展壯大的今天,由於製造技術的越來越先進,其集成度越來越高,內部的晶體管數達到幾百萬個。雖然從最初的CPU發展到現在其晶體管數增加了幾十倍,但是CPU的內部結構仍然可分為控制單元,邏輯單元和存儲單元三大部分。
CPU的性能大致上反映出了它所配置的那部微機的性能,因此CPU的性能指標十分重要。 CPU性能主要取決於其主頻和工作效率。
④ 請問電腦CPU主要有什麼功能作用
CPU的主要功能參數詳解
一:CPU主頻:
這是一個最受新手關注的指標,指的就是CPU內核工作的時鍾頻率(CPU Clock Speed)。通常所說的某款CPU是多少兆赫茲的,而這個多少兆赫茲就是「CPU的主頻」。在學校經常聽見一些人問,XXX網吧的CPU2.66G!XXX網吧的才2G,有人用2.66G的賽揚與2.0G-2.66G的P4比,這是無知的表現,和他們爭是無意義的:)。主頻雖與CPU速度有關系,但確對不是絕對的正比關系,因為CPU的運算速度還要看CPU流水線(流水線下面介紹)的各方面性能指標(緩存、指令集,CPU位數等)。因此主頻不代表CPU的整體性能,但提高主頻對於提高CPU運算速度卻是至關重要的。主頻的計算公式為:主頻=外頻*倍頻。
二:外頻:
外頻是CPU乃至整個計算機系統的基準頻率,單位是MHz(兆赫茲)。在早期的電腦中,內存與主板之間的同步運行的速度等於外頻,在這種方式下,可以理解為CPU外頻直接與內存相連通,實現兩者間的同步運行狀態。對於目前的計算機系統來說,兩者完全可以不相同,但是外頻的意義仍然存在,計算機系統中大多數的頻率都是在外頻的基礎上,乘以一定的倍數來實現,這個倍數可以是大於1的,也可以是小於1的。
三:倍頻咯:倍頻
CPU的倍頻,全稱是倍頻系數。CPU的核心工作頻率與外頻之間存在著一個比值關系,這個比值就是倍頻系數,簡稱倍頻。理論上倍頻是從1.5一直到無限的,但需要注意的是,倍頻是以以0.5為一個間隔單位。外頻與倍頻相乘就是主頻,所以其中任何一項提高都可以使CPU的主頻上升。 原先並沒有倍頻概念,CPU的主頻和系統匯流排的速度是一樣的,但CPU的速度越來越快,倍頻技術也就應允而生。它可使系統匯流排工作在相對較低的頻率上,而CPU速度可以通過倍頻來無限提升。那麼CPU主頻的計算方式變為:主頻 === 外頻 x 倍頻。也就是倍頻是指CPU和系統匯流排之間相差的倍數,當外頻不變時,提高倍頻,CPU主頻也就越高。
主頻因素說完了,現在讓我們來看看別的影響CPU速度的「東西」請允許我稱他為東西,說功能現行
四:
流水線:
這東西學地理的應該懂,高一下冊地理書有說,他相當於一個公程的一部分一部分,我自己打個比喻!比如:就拿跑步和走路來說,就分為2級流水線,即左腳,再右腳,再一直循環下去,一級的話就可以說成是雙腳一起跳,這樣效率當然低,對吧。。。。。。這就是生活的流水線,當你左腳走出去之後,如果發現前面有一堆大便,只好重來了(設一次一定走2步)這就是流水線級別上去之後跟隨的錯誤一出來CPU就要重新計算。。。。。也許我說得不太明白,下面引用別人的話來說,在製造CPU的過程中,除了硬體設計之外,還有邏輯設計,流水線設計就屬於邏輯設計范疇,舉個例子來講,比如說一家汽車工廠,在生產汽車的過程中採用了四個大組分別來完成四個生產步驟:1組生產汽車底盤,二組給底盤上裝引擎,三組給汽車裝外殼及輪胎,四組做噴漆,裝玻璃及其他,這就叫做一條四級的流水線.(現在的大型汽車生產廠也的確是按照類似流水線來提高生產效率的). 假設每個步驟需要1小時,那麼如果我們讓1大組在做完1輛車的底盤後馬上開始生產下一輛的底盤,二大組在做完一輛車的引擎後立刻投入下一輛車引擎的組裝,以次類推三,四組的工作也如此,這樣一來,每一小時就會有一輛賓士或寶馬被生產出來,這就相當於是CPU的指令排序執行. 但如果我們還想提升工廠的生產效率,又該怎麼辦呢?那麼我們就可以將上述的每個大組在分成2個小組,形成一條8級的生產流水線,這樣就形成每個小組(注意是"小組")只需要半小時就可以完成自己的工作,那麼相應的每半小時就會有一輛汽車走下生產線,這樣就提高了效率(這里不太好理解,請大家仔細想想就會明白).
根據這個道理,CPU的流水線也就不難理解了,只不過是把生產汽車變成了執行程序指令而已,原理上是相通的。
那麼這里可以想到,如果再把流水線加長,是不是效率還可以提高呢? 當人們把這個想法運用到CPU設計中時才發現,由於採用流水線來安排指令,所以非常不靈活,一旦某一級的指令執行出錯的話,整條流水線就會停止下來,再一極一級地去找出錯誤,然後把整條流水線清空,重新載入指令,這樣一來,會浪費很多時間,執行效率反而十分低下,為了解決這個問題,科學家們又採用了各種預測技術來提高指令執行的正確率,希望在保持長流水線的同時盡量避免發生清空流水線的悲劇,這就是經常看到的Intel的廣告"該處理器採用了先進的分支預測技術....",當你明白了上面我所講的後,你就知道了吹得那麼玄乎,其實也就不過如此.
還有不得不說的就是:長流水線會讓CPU輕易達到很高的運行頻率,但在這2G,3G的頻率中又有多少是真正有效的工作頻率呢? 而且級數越多,所累計出來的延遲越長,因為工作小組在交接工作時是會產生信號延遲的,雖然每個延遲很短,但20甚至30級的流水線所累計出來的延遲是不可忽視的,這樣就形成了一個很好笑的局面,流水線技術為處理器提升了頻率,但又因為自身的缺陷產生了很大的效率空白,將優勢抵消掉,高頻率的CPU還會帶來高功耗和高發熱量,所以說流水線並非越長越好
近年來Intel的奔四處理器經過了三個階段的發展,最早的奔四採用的是(威廉)核心,該核心只有13級的流水線,普遍頻率未上2G,速度一般,第二代的奔四採用的(northwoog北木)核心,這個核心有20級流水線,由於流水線級數比較合適,所以大副提升了奔四的速度,但又未影響執行效率,當時的奔四2.4A是一款經典產品,將AMD的速龍XP系列一直壓制住,Intel因此嘗到了甜頭,很快就推出了Prescott(波塞冬)核心,這個長達31級流水線的新核心將奔四帶入了近3G的速度,這個數字是AMD可望而不可及的,但人們很快發現新奔四的實際運行效率還不如老核心奔四,然爾頻率卻那麼高,發熱和功耗那麼大,Intel憑借這塊新核心"光榮"地獲得了"高頻低能"的美名,這個時候AMD適時推出了"速龍64"系列,全新的架構,20級的流水線,不高的發熱與功耗,最重要的是低頻高效,一舉擊敗了新奔四,獲得了很高的評價,Intel也吞下了自己造的苦果:被迫停止了4G奔四的開發,失去了不少的市場份額,連總裁貝瑞特也在IDF05上給大眾下跪以求原諒.
CPU緩存:
CPU緩存(Cache Memory)位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。
緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。
正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。
最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條微指令。
隨著CPU製造工藝的發展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時其以相同於主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。
二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異,由此可見二級緩存對於CPU的重要性。
CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。
為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的演算法替換。一種較常用的演算法是「最近最少使用演算法」(LRU演算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU演算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的演算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。
CPU產品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對製造工藝的要求也就越高
前端匯流排:
前端匯流排是處理器與主板北橋晶元或內存控制集線器之間的數據通道,其頻率高低直接影響CPU訪問內存的速度;BIOS可看作是一個記憶電腦相關設定的軟體,可以通過它調整相關設定。BIOS存儲於板卡上一塊晶元中,這塊晶元的名字叫COMS RAM。但就像ATA與IDE一樣,大多人都將它們混為一談。
因為主板直接影響到整個系統的性能、穩定、功能與擴展性,其重要性不言而喻。主板的選購看似簡單,其實要注意的東西很多。選購時當留意產品的晶元組、做工用料、功能介面甚至使用簡便性,這就要求對主板具備透徹的認識,才能選擇到滿意的產品。
匯流排是將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。通俗的說,就是多個部件間的公共連線,用於在各個部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來描述匯流排頻率。匯流排的種類很多,前端匯流排的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是將CPU連接到北橋晶元的匯流排。計算機的前端匯流排頻率是由CPU和北橋晶元共同決定的。
CPU就是通過前端匯流排(FSB)連接到北橋晶元,進而通過北橋晶元和內存、顯卡交換數據。前端匯流排是CPU和外界交換數據的最主要通道,因此前端匯流排的數據傳輸能力對計算機整體性能作用很大,如果沒足夠快的前端匯流排,再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。數據傳輸最大帶寬取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率,即數據帶寬=(匯流排頻率×數據位寬)÷8。目前PC機上所能達到的前端匯流排頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種,前端匯流排頻率越大,代表著CPU與北橋晶元之間的數據傳輸能力越大,更能充分發揮出CPU的功能。現在的CPU技術發展很快,運算速度提高很快,而足夠大的前端匯流排可以保障有足夠的數據供給給CPU,較低的前端匯流排將無法供給足夠的數據給CPU,這樣就限制了CPU性能得發揮,成為系統瓶頸。
CPU和北橋晶元間匯流排的速度,更實質性的表示了CPU和外界數據傳輸的速度。而外頻的概念是建立在數字脈沖信號震盪速度基礎之上的,也就是說,100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鍾震盪一萬萬次,它更多的影響了PIC及其他匯流排的頻率。之所以前端匯流排與外頻這兩個概念容易混淆,主要的原因是在以前的很長一段時間里(主要是在Pentium 4出現之前和剛出現Pentium 4時),前端匯流排頻率與外頻是相同的,因此往往直接稱前端匯流排為外頻,最終造成這樣的誤會。隨著計算機技術的發展,人們發現前端匯流排頻率需要高於外頻,因此採用了QDR(Quad Date Rate)技術,或者其他類似的技術實現這個目前。這些技術的原理類似於AGP的2X或者4X,它們使得前端匯流排的頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高,從此之後前端匯流排和外頻的區別才開始被人們重視起來。
CPU工藝:
指在硅材料上生產CPU時內部各元器材的連接線寬度,一般用微米表示。微米值越小製作工藝越先進,CPU可以達到的頻率越高,集成的晶體管就可以更多。目前Intel的P4和AMD的XP都已經達到了0.13微米的製造工藝,明年將達到0.09微米的製作工藝。
從上面我們了解了CPU的邏輯結構以及一些基本技術參數,本文將繼續全面的了解影響CPU性能的有關技術參數。
深入淺出CPU種類介紹<一>
對於一台電腦系統,CPU的作用就象心臟對我們一樣重要。我們選購電腦時總要首先問,是486還是586,是100還是300,是MMX還是3D-NOW!,這些指的就全是CPU的指標,CPU在整個微機系統的核心作用,足以作為劃分CPU檔次的標准,這使它幾乎成為各種檔次微機的代名詞。我們可以說,CPU的性能能大致反映出我們的微機系統的性能,這對我們的選擇的重要性是顯而易見的。
1、什麼是CPU?
CPU是英語"Central Processing Unit"的縮寫,其中文的直譯為"中央處理單元",CPU的主要功能是進行運算和邏輯運算,其物理結果包括邏輯運算單元、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,這些寄存器用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。在這里,並不需要弄清楚CPU的復雜原理,我們只是從性能參數的挑選方面對其進行一些必要的認識,這對認識和采購、配置計算機是大有幫助的。
2、CPU主要的性能指標:
主頻:即CPU內部核心工作的時鍾頻率,單位一般是兆赫茲(MHz)。這是我們最關心的一個參數,我們通常所說的233、 300、450等就是指它。對於同種類的CPU,主頻越高,CPU的速度就越快,整機的性能就越高。由於內部的結構不同,不同種的CPU之間不能直接通過主頻來比較,而且高主頻的CPU的實際表現性能,還與外頻、緩存等大小有關,帶有特殊指令的CPU,則相對程度地依賴軟體的優化程度。
外頻和倍頻數:外頻即CPU的外部時鍾頻率。CPU的主頻與外頻的關系是:CPU主頻 = 外頻×倍頻數,外頻是由電腦主板提供的,486的外頻一般是33MHz,40MHz,Pentium主板的外頻一般是66MHz,也有主板支持75各83MHz。而目前Intel公司最新的晶元組440BX可以使用100MHz甚至更高的時鍾頻率。另外VIA公司的MVP3、MVP4,APPLO PRO 等一些非 Intel的晶元組也開始支持100MHz的外頻,一些主板由於技術精良,工藝先進,可以超頻1/3以上穩定使用,成為超頻愛好者的首選。Intel公司的下一代主板晶元將支持133MHz的外頻,AMD的K7甚至將使用200MHz的外頻。
深入淺出CPU種類介紹<二>
內部緩存(L1 Cache):採用速度極快的SRAM製作,與 CPU共同封裝於晶元內部的高速緩存,用於暫時存儲CPU運算時的最近的部分指令和數據,存取速度與CPU主頻相同 (一般稱為全速) , L1緩存的容量一般以KB為單位。L1緩存全速工作,其容量越大,使用頻率最高的數據和結果就越容易盡快進入CPU進行運算,CPU工作時與存取速度較慢的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。486就因為集成了內部Cache,速度比386快了許多。最早的486內部一般有1K~8K的L1 Cache,現在的Pentium II的L1 Cache一般有32K,而Cyrix和AMD的晶元內部有64K甚至更多。
二級緩存(L2 Cache):集成於CPU外部的高速緩存,L2 Cache 的一般容量是128K~2M。容量越大,系統的綜合性能越高。一般的 L2 Cache 運行於系統外頻或 CPU 主頻的一半,後來 Pentium Pro處理器採用的L2和CPU運行在相同頻率下,由於晶元成品率太低,成本昂貴,所以後來Pentium II的L2 Cache運行在相當於CPU頻率一半下的,但容量增加為512K。現在的至強處理器又採用了全速的L2 Cache,容量增大至512K到2M之間,以求性能獲得提高。沒有Cache的賽揚處理器,性能下降不少。
MMX技術:是"多媒體擴展指令集"的縮寫。MMX是Intel公司為增強 Pentium CPU 在音像、圖形和通信應用方面而採取的新技術。這一技術為CPU增加了全新的57條MMX指令,還將CPU晶元內的L1緩存由原來的16KB增加到32KB(16K指命+16K數據),因此MMX CPU比普通CPU在運行含有MMX指令的程序時,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。MMX已經成為選擇CPU的一個基本標准,目前CPU基本都具備MMX技術,除Pentium P55C(Pentium MMX)和Pentium ⅡCPU還有K6、K6 3D(K6-2)、MII,6X86MX,IDT C6等。不支持MMX指令的CPU可以不用考慮了。
3D指令技術:MMX指令解決了多媒體運算的瓶頸,但只是加速了整數運算速度,對於需要大規模浮點運算的3D圖形處理和游戲就無能為力了。針對日益增長的3D處理要求,支持3D指令將同支持MMX指令一樣重要。目前支持3D指令的CPU只有AMD一家,使用3D-Now!技術的CPU可以大幅度加速三維處理速度,從而把游戲和圖形處理帶入一個嶄新的境界。Intel即將出台的MMX2指令集將更為強大,這些指令集必須依靠軟體的優化支持才能完全發揮CPU的性能。製造工藝:單位是微米。現在 CPU 的製造工藝是一般0.35微米,最新的PII和K6-2可以達到0.28~0.25微米,不遠的將來,CPU製造工藝可以達到0.18微米甚至0.13微米。CPU的微米級別直接決定了CPU的極限頻率,0.35微米的CPU工作頻率一般不超過250MHz,而0.13微米的銅芯技術晶元可以穩定地工作在1000MHz
C P U 的 種 類
CPU
現在市場上能買到的CPU有三種:INTEL、AMD、CYRIX/IBM。
INTEL是眾所周知的龍頭老大,它的CPU當然性能是最好的,但價格也是最高的,特別是高主頻的產品。對性能有很高要求的應用,如圖形處理、3D游戲等,INTEL CPU表現最為突出。
CYRIX/IBM的MMX CPU價位極低,整數性能最好,而浮點運算偏弱,在一般的低檔商用和家用組裝機市場上佔有率很高。
AMDK5已經無人問津,K6較受歡迎,整數和浮點性能在INTEL和CYRIX之間,但它的價格沒有與PENTIUM MMX拉開距離,在零售市場上似乎買者不多。
CPU市場上演三國演義,INTEL、AMD、CYRIX一強兩弱,但INTEL一枝獨秀是局面正在改變。AMD的K6+和K63D技術發展很快,98年會有一批新CPU和主板出台,要與INTELPII一爭高下,誓奪30%市場份額。而CYRIX在被國家半導體公司收購後,有了大靠山,最近發表了幾種性能很高的未來CPU的技術細節,浮點運算反而成了其強項。98、99年,CPU市場會有一番龍爭虎鬥。
C P U 的 種 類
在CPU的選擇上,我們從來沒有過像現在那樣面臨那麼多的選擇,一家獨大的Intel,最有力的挑戰者AMD,實力大增的Cyrix,剛出世的IDT,他們的CPU加起來有近25種了,為了讓大家能更好地選擇CPU,我們就這25種CPU做了一個評測。
處理器的選擇
為了能讓你做出最佳的處理器選擇,你首先要確定自己要它作什麼,如過你經常使用的是商業程序,而且你關心的是處理器的價格,那麼非MMX的晶元(Pentium、K5、6X86)是你最佳的選擇,但是這個檔次的晶元很快就要退出市場了。盡管現在的MMX CPU還不能給你很大的好處,但是更新型的MMX CPU在其它方面也有增強,使它們能在運行所有的程序時獲得更高的性能,而且現在MMX CPU的價錢已經降到一個很合理的位置,MMX CPU應該是你最佳的選擇。在第六代晶元中,如果你經常使用的是如Winstone中所運行的程序一樣,並且你也想擁有MMX技術,那麼AMD的K6和Cyrix的MII就顯得更有價值了,相同檔次的K6和MII能提供和PentiumII非常接近的Winstone得分,而且它們的價格比PentiumII便宜了一半有多,但它們的MMX性能遠比PentiumII差的多(這一點會在他們的下一代CPUKII和Mxi中得到加強),但總比沒有MMX的CPU好的多,經過測試,PentiumII被證明是最優秀的,無論在商業還是在高端的應用中,它都顯示出了應有的性能,在MMX和浮點測試中更證明是無與倫比的。如果你是一個高端用戶或者是一個3D游戲迷,那麼別憂郁了,PentiumII是你最佳的選擇,不論是233MHZ的還是最近的450MHZ的。因為PentiumII的雙重匯流排技術和強大的浮點性能都會使你在應用中得到最好的表現。
處理器介紹
AMD的K5是該公司第一個獨立生產的x86級 CPU,由於K5在開發上遇到了問題,K5推遲了上市日期,並且一直限於入門級的CPU,到了97年底,K5就被市場淘汰了。下面是K5的規格表
<TBODY>Processor Performance Clock Speed
(MHz) Bus Speed
(MHz) PCI Bus Speed
(MHz) Multiplier
K5 PR75 75 50 25 1.5
K5 PR 90 90 60 30 1.5
K5 PR 100 100 66 33 1.5
K5 PR 120 90 60 30 1.5
K5 PR133 100 66 33 1.5
K5 PR 166 116.66 66 33 1.75</TBODY>
K5的性能好於同頻率的Pentium,因此AMD對K5採用了PR等級系統來標稱。
然而,AMD把希望寄託在他的K6身上
K6是由原來NexGen公司的686改裝而來(AMD收購了NexGen公司),從而得到了NexGen在晶元研發上的技術力量。K6具有MMX技術、更多的片上高級緩存(32K指令、32K數據)與K5相比,可以平行地處理更多的指令,並運行在更高的時鍾頻率上。
根據在Windows95下的商業應用測試,AMD的K6定位在比想同速度的Pentium MMX更強的層次上,而且這一定位經我們測試所證實。基於AMD的K6/233在Windows95的商業測試中性能已相當接近PentiumII/233,但仍有幾個百分點的落後。但它能輕松取勝Pentium MMX/233,它取的了高於相應的Intel晶元7%到9%的商業Winstone 97得分。由於K6具有更大的L1緩存,所以隨著頻率的增長,它能獲得比Pentium MMX更顯著的性能提升。K6稍微落後的地方是在運行需要使用到MMX或FP(浮點指令)的應用程序方面。因為K6為這些功能而設計的晶片數要小於Intel。例如,AMD的MMX單元一次只能處理一條指令,而Intel的MMX單元能夠處理兩條指令。
FP和MMX性能依賴於反映時間和吞吐量。反映時間是一個操作從開始到結束所需的時間。它對於一條獨立的計算(其結果是下一步處理所必須的)來說是決定性的因素。而吞吐量則表示新的幾個操作能夠以什麼樣的速度來進行處理;在多流水線乘法器或浮點單元中,可以重疊進行兩個或兩個以上的操作;從而加快了率,但同時又增加了反應時間。Intel公司所有的CPU都具有全部流水線的MMX和FP單元,因此可以在每一個時鍾周期內開始執行一條新的操作-即使操作結果可能會等到幾個時鍾周期後才得到。在執行一長串的計算時,正如一些多媒體應用程序中常見的那樣,吞吐量比反映時間具有更重要的地位。
AMD的K6在執行某些MMX操作時比Intel的處理器具有更短的反映時間,但是在處理單條操作時它們的吞吐量是相同的,較短的反映時間彌補不了它無法同時處理兩條MMX指令的不足。(不過Intel的MMX單元只有一個乘法器和移位器,所以它不能同時進行MMX和FP操作。而且,同一時刻只能有一條MMX指令對內存或者整形寄存器進行訪問)就FP運行K6在運行某些指令時比Intel具有更短的反映時間,但是它只能每兩個時鍾周期開始一條操作,而Intel的晶元能夠在每個時鍾周期內開始一條新的操作,而結果就是在執行許多FP操作的時候,K6的吞吐量只能達到Intel處理器的一半左右。
這些弱點表現在K6在ZD 3D WinMark 97,合成浮點,Photoshop等測試中獲得了較差的性能。在上述測試中,K6/233比PentiumII/233慢得多,有時甚至比Pentium MMX/233還要慢。特別是在ZD 3DWinMard的測試中。因此,對於圖形設計或者3D游戲迷們AMD的K6可能不是你們的選擇,至少在KII(帶3DNow!技術的K6)發布之前,由於AMD沒有提供更多關於KII的資料,所以就暫時來說,我們只知道KII帶有3DNow!技術-一種用了來增強CPU浮點運算能力的指令系統。還有的是KII將採用.25微米的技術生產,採用100MHZ外頻,發布時的頻率將在300MHZ的時鍾頻率上,遲一點我們還將見到被AMD命名為KII+的CPU,它是KII的加強版,把512K的L2緩存集成到CPU上,發布時的頻率將在350MHZ的時鍾頻率上。
IBM公司和公司
Cyrix與美國國家半導體公司合並後,使其終於擁有了自己的晶元生產線,其成品將會日益完善和完備。Cyrix的6x86是其投放到市場上的與Pentium兼容的處理器。它使用的是PR等級評定來進行CPU的標稱。其PR-133CPU,運行在120MHZ,性能卻同Pentium 133是相同的。但其發
⑤ 簡述CPU控制器的主要功能
控制器用於控制著整個CPU的工作。
控制器是計算機的神經中樞,主要的功能是指揮全機各個部件自動、協調地工作。主要的部件有:指令寄存器、解碼器、時序節拍發生器、操作控制部件和指令計數器。
由於I/O設備的速率較低而CPU和內存的速率卻很高,故在控制器中必須設置一緩沖器。在輸出時,用此緩沖器暫存由主機高速傳來的數據,然後才以I/O設備所具有的速率將緩沖器中的數據傳送給I/O設備。
在輸入時,緩沖器則用於暫存從I/O設備送來的數據,待接收到一批數據後,再將緩沖器中的數據高速地傳送給主機。
(5)cpu的主要功能是臨時存儲擴展閱讀:
CPU可以向控制器發送多種不同的命令,設備控制器應能接收並識別這些命令。為此,在控制器中應具有相應的控制寄存器,用來存放接收的命令和參數,並對所接收的命令進行解碼。
例如,磁碟控制器可以接收CPU發來的Read、Write、Format等15條不同的命令,而且有些命令還帶有參數;相應地,在磁碟控制器中有多個寄存器和命令解碼器等。
就像內存中的每一個單元都有一個地址一樣,系統中的每一個設備也都有一個地址,而設備控制器又必須能夠識別它所控制的每個設備的地址。此外,為使CPU能向(或從)寄存器中寫入(或讀出)數據,這些寄存器都應具有唯一的地址。
⑥ CPU是什麼 內存是什麼
內存:
是計算機中重要的部件之一,它是與CPU進行溝通的橋梁。計算機中所有程序的運行都是在內存中進行的,因此內存的性能對計算機的影響非常大。
CPU:
是中央處理器是一塊超大規模的集成電路,是一台計算機的運算核心和控制核心。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。
中央處理器主要包括運算器(算術邏輯運算單元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速緩沖存儲器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的匯流排。它與內部存儲器和輸入/輸出設備合稱為電子計算機三大核心部件。
CPU不是內存。
(6)cpu的主要功能是臨時存儲擴展閱讀:
一、CPU主要功能:
1、處理指令
這是指控製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。
2、執行操作
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實現的。CPU要根據指令的功能,產生相應的操作控制信號,發給相應的部件,從而控制這些部件按指令的要求進行動作。
3、控制時間
時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執行過程中,在什麼時間做什麼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。
4、處理數據
即對數據進行算術運算和邏輯運算,或進行其他的信息處理。
二、內存常見誤解:
內部外存儲器
這種情況主要是發生在描述移動設備的內部集成的數據存放空間時。比如一台手機具備8G的數據存儲空間,不少人將其描述為「8G內存」,事實上,這種表述是錯誤的,因為所謂的「8G內存」是一個外存儲器。不能將「內部的外存儲器」簡稱為」內存,因為內存是一個特定的概念,為內存儲器的簡稱。
存儲卡的容量
存儲卡的容量不應當簡稱為「內存」,因其也是外存儲器。
⑦ cpu緩存是什麼
CPU計算的數據都是直接從CPU緩存(Catch)存取,所以CPU緩存就是一個臨時、快速的數據交換空間,它是系統內存和CPU之間為提高系統運行速度而設置的一個數據中轉站。
我們都知道,系統的內存一般儲存著當前運行的相關程序,那麼這些數據隨時都有可能要和CPU打交道,但是CPU的速度遠比內存運行的速度快,所以為了加快他們之間的運行速度,緩存應運而生,這里包括硬碟的緩存,列印機緩存,還有光碟機緩存,都是基於協調系統運行速度的原因而設置的。
現在最新的CPU緩存已經引入了三級緩存的概念,他們之間有如下關系
速度:L1 Catch > L2 Catch > L3 Catch
容量:L1 Catch < L2 Catch < L3 Catch
這些關系很好理解,與CPU最近的當然是L1 Catch,然後依次是L2 Catch,L3 Catch,交換最頻繁的速度最快,基於成本考慮,則引入多級緩存以最好效果協調系統
⑧ 簡述cpu的基本組成及各部分功能。
CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。
1、邏輯部件
可以執行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作,也可執行地址運算和轉換。
2、寄存器
寄存器部件,包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點數和浮點數兩類,用來保存指令執行過程中臨時存放的寄存器操作數和中間(或最終)的操作結果。
3、控制部件
負責對指令解碼,並且發出為完成每條指令所要執行的各個操作的控制信號。
(8)cpu的主要功能是臨時存儲擴展閱讀:
CPU的主要功能:
1、處理指令
控製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。
2、執行操作
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實現的。CPU要根據指令的功能,產生相應的操作控制信號,發給相應的部件,從而控制這些部件按指令的要求進行動作。
3、控制時間
對各種操作實施時間上的定時,在一條指令的執行過程中,在什麼時間做什麼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。
4、處理數據
對數據進行算術運算和邏輯運算,或進行其他的信息處理。
參考資料來源:網路-CPU
⑨ CPU的緩存有什麼作用
CPU緩存:(Cache Memory)是位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。高速緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾,因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多,這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可先緩存中調用,從而加快讀取速度。
⑩ 在電腦中,CPU的作用是什麼
一:CPU主頻: 這是一個最受新手關注的指標,指的就是CPU內核工作的時鍾頻率(CPU Clock Speed)。通常所說的某款CPU是多少兆赫茲的,而這個多少兆赫茲就是「CPU的主頻」。在學校經常聽見一些人問,XXX網吧的CPU2.66G!XXX網吧的才2G,有人用2.66G的賽揚與2.0G-2.66G的P4比,這是無知的表現,和他們爭是無意義的:)。主頻雖與CPU速度有關系,但確對不是絕對的正比關系,因為CPU的運算速度還要看CPU流水線(流水線下面介紹)的各方面性能指標(緩存、指令集,CPU位數等)。因此主頻不代表CPU的整體性能,但提高主頻對於提高CPU運算速度卻是至關重要的。主頻的計算公式為:主頻=外頻*倍頻。 二:外頻: 外頻是CPU乃至整個計算機系統的基準頻率,單位是MHz(兆赫茲)。在早期的電腦中,內存與主板之間的同步運行的速度等於外頻,在這種方式下,可以理解為CPU外頻直接與內存相連通,實現兩者間的同步運行狀態。對於目前的計算機系統來說,兩者完全可以不相同,但是外頻的意義仍然存在,計算機系統中大多數的頻率都是在外頻的基礎上,乘以一定的倍數來實現,這個倍數可以是大於1的,也可以是小於1的。 三:倍頻咯:倍頻 CPU的倍頻,全稱是倍頻系數。CPU的核心工作頻率與外頻之間存在著一個比值關系,這個比值就是倍頻系數,簡稱倍頻。理論上倍頻是從1.5一直到無限的,但需要注意的是,倍頻是以以0.5為一個間隔單位。外頻與倍頻相乘就是主頻,所以其中任何一項提高都可以使CPU的主頻上升。 原先並沒有倍頻概念,CPU的主頻和系統匯流排的速度是一樣的,但CPU的速度越來越快,倍頻技術也就應允而生。它可使系統匯流排工作在相對較低的頻率上,而CPU速度可以通過倍頻來無限提升。那麼CPU主頻的計算方式變為:主頻 === 外頻 x 倍頻。也就是倍頻是指CPU和系統匯流排之間相差的倍數,當外頻不變時,提高倍頻,CPU主頻也就越高。 主頻因素說完了,現在讓我們來看看別的影響CPU速度的「東西」請允許我稱他為東西,說功能現行 四: 流水線: 這東西學地理的應該懂,高一下冊地理書有說,他相當於一個公程的一部分一部分,我自己打個比喻!比如:就拿跑步和走路來說,就分為2級流水線,即左腳,再右腳,再一直循環下去,一級的話就可以說成是雙腳一起跳,這樣效率當然低,對吧。。。。。。這就是生活的流水線,當你左腳走出去之後,如果發現前面有一堆大便,只好重來了(設一次一定走2步)這就是流水線級別上去之後跟隨的錯誤一出來CPU就要重新計算。。。。。也許我說得不太明白,下面引用別人的話來說,在製造CPU的過程中,除了硬體設計之外,還有邏輯設計,流水線設計就屬於邏輯設計范疇,舉個例子來講,比如說一家汽車工廠,在生產汽車的過程中採用了四個大組分別來完成四個生產步驟:1組生產汽車底盤,二組給底盤上裝引擎,三組給汽車裝外殼及輪胎,四組做噴漆,裝玻璃及其他,這就叫做一條四級的流水線.(現在的大型汽車生產廠也的確是按照類似流水線來提高生產效率的). 假設每個步驟需要1小時,那麼如果我們讓1大組在做完1輛車的底盤後馬上開始生產下一輛的底盤,二大組在做完一輛車的引擎後立刻投入下一輛車引擎的組裝,以次類推三,四組的工作也如此,這樣一來,每一小時就會有一輛賓士或寶馬被生產出來,這就相當於是CPU的指令排序執行. 但如果我們還想提升工廠的生產效率,又該怎麼辦呢?那麼我們就可以將上述的每個大組在分成2個小組,形成一條8級的生產流水線,這樣就形成每個小組(注意是"小組")只需要半小時就可以完成自己的工作,那麼相應的每半小時就會有一輛汽車走下生產線,這樣就提高了效率(這里不太好理解,請大家仔細想想就會明白). 根據這個道理,CPU的流水線也就不難理解了,只不過是把生產汽車變成了執行程序指令而已,原理上是相通的。 那麼這里可以想到,如果再把流水線加長,是不是效率還可以提高呢? 當人們把這個想法運用到CPU設計中時才發現,由於採用流水線來安排指令,所以非常不靈活,一旦某一級的指令執行出錯的話,整條流水線就會停止下來,再一極一級地去找出錯誤,然後把整條流水線清空,重新載入指令,這樣一來,會浪費很多時間,執行效率反而十分低下,為了解決這個問題,科學家們又採用了各種預測技術來提高指令執行的正確率,希望在保持長流水線的同時盡量避免發生清空流水線的悲劇,這就是經常看到的Intel的廣告"該處理器採用了先進的分支預測技術....",當你明白了上面我所講的後,你就知道了吹得那麼玄乎,其實也就不過如此. 還有不得不說的就是:長流水線會讓CPU輕易達到很高的運行頻率,但在這2G,3G的頻率中又有多少是真正有效的工作頻率呢? 而且級數越多,所累計出來的延遲越長,因為工作小組在交接工作時是會產生信號延遲的,雖然每個延遲很短,但20甚至30級的流水線所累計出來的延遲是不可忽視的,這樣就形成了一個很好笑的局面,流水線技術為處理器提升了頻率,但又因為自身的缺陷產生了很大的效率空白,將優勢抵消掉,高頻率的CPU還會帶來高功耗和高發熱量,所以說流水線並非越長越好 近年來Intel的奔四處理器經過了三個階段的發展,最早的奔四採用的是(威廉)核心,該核心只有13級的流水線,普遍頻率未上2G,速度一般,第二代的奔四採用的(northwoog北木)核心,這個核心有20級流水線,由於流水線級數比較合適,所以大副提升了奔四的速度,但又未影響執行效率,當時的奔四2.4A是一款經典產品,將AMD的速龍XP系列一直壓制住,Intel因此嘗到了甜頭,很快就推出了Prescott(波塞冬)核心,這個長達31級流水線的新核心將奔四帶入了近3G的速度,這個數字是AMD可望而不可及的,但人們很快發現新奔四的實際運行效率還不如老核心奔四,然爾頻率卻那麼高,發熱和功耗那麼大,Intel憑借這塊新核心"光榮"地獲得了"高頻低能"的美名,這個時候AMD適時推出了"速龍64"系列,全新的架構,20級的流水線,不高的發熱與功耗,最重要的是低頻高效,一舉擊敗了新奔四,獲得了很高的評價,Intel也吞下了自己造的苦果:被迫停止了4G奔四的開發,失去了不少的市場份額,連總裁貝瑞特也在IDF05上給大眾下跪以求原諒. CPU緩存: CPU緩存(Cache Memory)位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。 緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。 正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。 最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條微指令。 隨著CPU製造工藝的發展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時其以相同於主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。 二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異,由此可見二級緩存對於CPU的重要性。 CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。 為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的演算法替換。一種較常用的演算法是「最近最少使用演算法」(LRU演算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU演算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的演算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。 CPU產品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對製造工藝的要求也就越高 前端匯流排: 前端匯流排是處理器與主板北橋晶元或內存控制集線器之間的數據通道,其頻率高低直接影響CPU訪問內存的速度;BIOS可看作是一個記憶電腦相關設定的軟體,可以通過它調整相關設定。BIOS存儲於板卡上一塊晶元中,這塊晶元的名字叫COMS RAM。但就像ATA與IDE一樣,大多人都將它們混為一談。 因為主板直接影響到整個系統的性能、穩定、功能與擴展性,其重要性不言而喻。主板的選購看似簡單,其實要注意的東西很多。選購時當留意產品的晶元組、做工用料、功能介面甚至使用簡便性,這就要求對主板具備透徹的認識,才能選擇到滿意的產品。 匯流排是將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。通俗的說,就是多個部件間的公共連線,用於在各個部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來描述匯流排頻率。匯流排的種類很多,前端匯流排的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是將CPU連接到北橋晶元的匯流排。計算機的前端匯流排頻率是由CPU和北橋晶元共同決定的。 CPU就是通過前端匯流排(FSB)連接到北橋晶元,進而通過北橋晶元和內存、顯卡交換數據。前端匯流排是CPU和外界交換數據的最主要通道,因此前端匯流排的數據傳輸能力對計算機整體性能作用很大,如果沒足夠快的前端匯流排,再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。數據傳輸最大帶寬取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率,即數據帶寬=(匯流排頻率×數據位寬)÷8。目前PC機上所能達到的前端匯流排頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種,前端匯流排頻率越大,代表著CPU與北橋晶元之間的數據傳輸能力越大,更能充分發揮出CPU的功能。現在的CPU技術發展很快,運算速度提高很快,而足夠大的前端匯流排可以保障有足夠的數據供給給CPU,較低的前端匯流排將無法供給足夠的數據給CPU,這樣就限制了CPU性能得發揮,成為系統瓶頸。 CPU和北橋晶元間匯流排的速度,更實質性的表示了CPU和外界數據傳輸的速度。而外頻的概念是建立在數字脈沖信號震盪速度基礎之上的,也就是說,100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鍾震盪一萬萬次,它更多的影響了PIC及其他匯流排的頻率。之所以前端匯流排與外頻這兩個概念容易混淆,主要的原因是在以前的很長一段時間里(主要是在Pentium 4出現之前和剛出現Pentium 4時),前端匯流排頻率與外頻是相同的,因此往往直接稱前端匯流排為外頻,最終造成這樣的誤會。隨著計算機技術的發展,人們發現前端匯流排頻率需要高於外頻,因此採用了QDR(Quad Date Rate)技術,或者其他類似的技術實現這個目前。這些技術的原理類似於AGP的2X或者4X,它們使得前端匯流排的頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高,從此之後前端匯流排和外頻的區別才開始被人們重視起來。 CPU工藝: 指在硅材料上生產CPU時內部各元器材的連接線寬度,一般用微米表示。微米值越小製作工藝越先進,CPU可以達到的頻率越高,集成的晶體管就可以更多。目前Intel的P4和AMD的XP都已經達到了0.13微米的製造工藝,明年將達到0.09微米的製作工藝。 從上面我們了解了CPU的邏輯結構以及一些基本技術參數,本文將繼續全面的了解影響CPU性能的有關技術參數。 深入淺出CPU種類介紹<一> 對於一台電腦系統,CPU的作用就象心臟對我們一樣重要。我們選購電腦時總要首先問,是486還是586,是100還是300,是MMX還是3D-NOW!,這些指的就全是CPU的指標,CPU在整個微機系統的核心作用,足以作為劃分CPU檔次的標准,這使它幾乎成為各種檔次微機的代名詞。我們可以說,CPU的性能能大致反映出我們的微機系統的性能,這對我們的選擇的重要性是顯而易見的。 1、什麼是CPU? CPU是英語"Central Processing Unit"的縮寫,其中文的直譯為"中央處理單元",CPU的主要功能是進行運算和邏輯運算,其物理結果包括邏輯運算單元、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,這些寄存器用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。在這里,並不需要弄清楚CPU的復雜原理,我們只是從性能參數的挑選方面對其進行一些必要的認識,這對認識和采購、配置計算機是大有幫助的。 2、CPU主要的性能指標: 主頻:即CPU內部核心工作的時鍾頻率,單位一般是兆赫茲(MHz)。這是我們最關心的一個參數,我們通常所說的233、 300、450等就是指它。對於同種類的CPU,主頻越高,CPU的速度就越快,整機的性能就越高。由於內部的結構不同,不同種的CPU之間不能直接通過主頻來比較,而且高主頻的CPU的實際表現性能,還與外頻、緩存等大小有關,帶有特殊指令的CPU,則相對程度地依賴軟體的優化程度。 外頻和倍頻數:外頻即CPU的外部時鍾頻率。CPU的主頻與外頻的關系是:CPU主頻 = 外頻×倍頻數,外頻是由電腦主板提供的,486的外頻一般是33MHz,40MHz,Pentium主板的外頻一般是66MHz,也有主板支持75各83MHz。而目前Intel公司最新的晶元組440BX可以使用100MHz甚至更高的時鍾頻率。另外VIA公司的MVP3、MVP4,APPLO PRO 等一些非 Intel的晶元組也開始支持100MHz的外頻,一些主板由於技術精良,工藝先進,可以超頻1/3以上穩定使用,成為超頻愛好者的首選。Intel公司的下一代主板晶元將支持133MHz的外頻,AMD的K7甚至將使用200MHz的外頻。 深入淺出CPU種類介紹<二> 內部緩存(L1 Cache):採用速度極快的SRAM製作,與 CPU共同封裝於晶元內部的高速緩存,用於暫時存儲CPU運算時的最近的部分指令和數據,存取速度與CPU主頻相同 (一般稱為全速) , L1緩存的容量一般以KB為單位。L1緩存全速工作,其容量越大,使用頻率最高的數據和結果就越容易盡快進入CPU進行運算,CPU工作時與存取速度較慢的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。486就因為集成了內部Cache,速度比386快了許多。最早的486內部一般有1K~8K的L1 Cache,現在的Pentium II的L1 Cache一般有32K,而Cyrix和AMD的晶元內部有64K甚至更多。 二級緩存(L2 Cache):集成於CPU外部的高速緩存,L2 Cache 的一般容量是128K~2M。容量越大,系統的綜合性能越高。一般的 L2 Cache 運行於系統外頻或 CPU 主頻的一半,後來 Pentium Pro處理器採用的L2和CPU運行在相同頻率下,由於晶元成品率太低,成本昂貴,所以後來Pentium II的L2 Cache運行在相當於CPU頻率一半下的,但容量增加為512K。現在的至強處理器又採用了全速的L2 Cache,容量增大至512K到2M之間,以求性能獲得提高。沒有Cache的賽揚處理器,性能下降不少。