导读:提到性能指标,大家都了解,有朋友问cpu的性能指标有哪些,另外,还有朋友想问简述cpu的主要技术参数,这到底是咋回事?实际上cpu主要技术性能指标有呢,以下是小编为你精心整理的cpu主要技术性能指标有,希望你喜欢。
cpu主要技术性能指标有
cpu的性能指标有主频、外频、倍频系数和制程技术。
1、主频
也就是CPU的时钟频率,简单地说也就是CPU的工作频率。
一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越高,CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同,所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。
主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
2、外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。
但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,这样会造成整个服务器系统的不稳定。
3、倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。
这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应——CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。
4、制程技术
制程越小发热量越小,这样就可以集成更多的晶体管,CPU效率也就更高。
CPU主要功能
1、处理指令
这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机系统工作的正确性。
2、执行操作
一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
3、控制时间
时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地工作。
4、处理数据
即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。
cpu性能指标-百度百科
1、主频:也就是CPU的时钟频率,简单地说就是CPU的工作频率。主频越高,CPU的速度也就越快了。通常说的赛扬433、PIII 550都是指CPU的主频而言的;
2、总线速度:一般等同于CPU的外频。内存总线的速度对整个系统性能来说很重要,为了缓解内存带来的瓶颈,出现了二级缓存,来协调两者之间的差异,而内存总线速度就是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的工作频率;
3、工作电压:也就是CPU正常工作所需的电压。早期CPU(386、486)的工作电压一般为5V,发展到奔腾586时,已经是3.5V、3.3V、2.8V了,Intel最新出品的Coppermine已经采用1.6V的工作电压了;
4、协处理器:协处理器主要的功能就是负责浮点运算,自从486以后,CPU一般都内置了协处理器,协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算。现在CPU的浮点单元(协处理器)往往对多媒体指令进行了优化;
5、流水技术:流水线pipeline是 Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就像工业生产上的装配流水线。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行,提高了CPU的运算速度;
6、超线程:可以同时执行多重线程,能够让CPU发挥更大效率,减少了系统资源的浪费,可以把一颗CPU模拟成两颗CPU使用,在同时间内更有效地利用资源来提高性能。
7、制程技术:制程越小发热量越小,这样就可以集成更多的晶体管,CPU效率也就更高。
8、3阶缓存
L1 Cache(一级缓存):CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。
L2 Cache(二级缓存):是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存):分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。
中央处理器_百度百科
CPU的性能指标有那些?含义是什么?指点!
CPU也就是我们常说的中央处理器,是电脑当中最核心的配件,一台PC的性能的好与坏跟CPU自身的性能有着最直接的关系。而且CPU的选择也同时关系到主板和内存的搭配问题。
虽然很多人都知道CPU是什么东西,但到现实当中,在面对商家的时候,很多人还是显得迷茫。现在全球的个人处理器竞争主要体现在AMD和英特尔两大巨头。两大巨头的处理器大战持续了近30年,CPU的更新换代如此之快,而型号也在不停的变动,但是不管怎么变,他的性能参数是不会变,本文借助参数来交流一下如何通过参数识别CPU。
CPU重要参数介绍:
1.前端总线:英文名称叫Front Side Bus(FSB)。前端总线是CPU跟系统沟通的通道,处理器必须通过它才能获得外部数据,也需要通过它来将运算结果传送出其他对应设备。FSB的速度越快,CPU的数据传输就越迅速。FSB的速度主要是用FSB的频率来衡量,前端总线的频率有两个概念:一就是总线的外频(即物理工作频率),二就是FSB频率(有效工作频率),它直接决定了前端总线的数据传输速度。
英特尔处理器的FSB是CPU外频的4倍--FSB频率=外频×4。即外频为100MHz的时候FSB前端总线为400MHz。AMD公司的处理器的FSB是CPU外频的2倍--FSB频率=外频×2。即外频为100MHz的时候FSB前端总线为200MHz。举个例子:P4 2.8G的FSB频率是800MHZ,由此推算该型号的外频是200MHZ了;而AMD的如BARTON核心的Athlon XP2500+ ,它的外频是166MHZ,根据公式,我们知道它的FSB频率就是332MHZ了!处理器的主频和前端总线在提高性能有一个比例,当主频提高一个一个高度时,由于发热和总线速度就无法提高,所以英特尔的处理器战略逐渐开始转向提高系统总线方面。英特尔日前推出的3.46GHz Extreme Edition FSB为1066MHz,而AMD处理器的最高FSB频率为400MHZ,在这个方面AMD是无法比的,英特尔的优势太大。
2.二级缓存:也就是L2 Cache,我们平时简称L2。主要功能是作为后备数据和指令的存储。L2的容量的大小对处理器的性能影响很大,尤其是商业性能方面。L2因为需要占用大量的晶体管,是CPU晶体管总数中占得最多的一个部分,高容量的L2成本相当高!英特尔和AMD都是以L2容量的差异来作为高端和低端产品的分界标准!目前CPU的L2有低至64K,也有高达2M的。目前英特尔处理器战略不再追求高频来提高性能,而采用加大二级缓存来提高性能,可见二级缓存的重要性。
3.制造工艺:我们经常说的微米制程、纳米制程,就是指制造工艺。制造工艺直接关系到CPU的电气性能。例如0.13微米这个尺度就是指的是CPU核心中线路的宽度。线宽越小,CPU的功耗和发热量就越低,并可以工作在更高的频率。目前英特尔的主流技术已经达到90纳米级别,并在2005年采用65纳米技术生产芯片,而老对手AMD仍然处于130纳米工艺,仍然在加大投资研发纳米技术,追赶英特尔的脚步。
4.流水线:CPU的流水线指的就是处理器内核中运算器的设计。处理器的流水线的结构就是把一个复杂的运算分解成很多个简单的基本运算,然后由专门设计好的单元完成运算。CPU流水线长度越长,运算工作就越简单,处理器的工作频率就越高,但是这样CPU的效能就越差,所以说流水线长度并不是越长越好的。由于CPU的流水线长度很大程度上决定了CPU所能达到的最高频率,所以现在英特尔为了提高CPU的频率,而设计了超长的流水线设计。在这个技术上,AMD的设计稍微领先一些,所以AMD的处理器在浮点运算方面比英特尔快,但是发热量巨大,稳定性欠缺。但是英特尔最高频率已经达到3.8G,而AMD最高频率才2.6G左右,还是有一定差距。
5.超线程技术(Hyper-Threading,简写为HT):这是英特尔针对奔腾4专门设计的。超线程是一种同步多线程执行技术,一枚含超线程技术的英特尔处理器可使新操作系统和应用识别出2颗处理器 。该处理器可以充分利用空闲资源,同时处理2个任务集 ,从而在相同时间完成更多任务 。当计算机系统采用含超线程(HT)技术的 英特尔处理器 ,以及支持超线程技术的芯片组 、基本输入输出系统(BIOS) 、操作系统和应用软件 ,颗实现高达25%的性能提高。超线程实际上就是让单个CPU能作为两个CPU使用,从而达到了加快运算速度的目的。
简述CPU的主要技术指标
主频
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主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel英特尔和AMD,在这点上也存在着很大的争议,从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一块1G的全美达处理器来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。
所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强( Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等等各方面的性能指标[1] 。
主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
外频
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外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈,下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。
前端总线频率
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前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
其实“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
位和字长
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位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
倍频系数
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倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Inter 酷睿2 核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。
缓存
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缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。
L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存),分为两种,外置、内置。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
cpu指令集
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CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3、SSE4系列和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE4也是最先进的指令集,英特尔酷睿系列处理器已经支持SSE4指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE4指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。
内核和电压
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从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
制造工艺
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制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。
指令集
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CISC指令集
CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。
要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,Pentium 4系列,最后到今天的酷睿2系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
RISC指令集
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。
IA-64
EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。
Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。
IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。
X86-64 (AMD64 / EM64T)
AMD公司设计,可以在同一时间内处理64位的整数运算,并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址,同时提供转换为32位定址选项;但数据操作指令默认为32位和8位,提供转换成64位和16位的选项;支持常规用途寄存器,如果是32位运算操作,就要将结果扩展成完整的64位。这样,指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别,其指令字段是8位或32位,可以避免字段过长。
x86-64(也叫AMD64)的产生也并非空穴来风,x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存,而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求,加强x86指令集的功能,使这套指令集可同时支持64位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算,AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充,但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持32和64位代码及寄存器,x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器.
支持64位的EM64T技术,再还没被正式命为EM64T之前是IA32E,这是英特尔64位扩展技术的名字,用来区别X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode,和AMD的X86-64技术类似,采用64位的线性平面寻址,加入8个新的通用寄存器(GPRs),还增加8个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似,Intel的64位技术将兼容IA32和IA32E,只有在运行64位操作系统下的时候,才将会采用IA32E。IA32E将由2个sub-mode组成:64位sub-mode和32位sub-mode,同AMD64一样是向下兼容的。Intel的EM64T将完全兼容AMD的X86-64技术。Nocona处理器已经加入了一些64位技术,Intel的Pentium 4E处理器也支持64位技术。
应该说,这两者都是兼容x86指令集的64位微处理器架构,但EM64T与AMD64还是有一些不一样的地方,AMD64处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。
超标量
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在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。
超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。
封装形式
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CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。
多线程
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同时多线程Simultaneous multithreading,简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计,几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑十分具有吸引力。Intel从3.06GHz Pentium 4开始,所有处理器都将支持SMT技术。
多核心
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多核心,也指单芯片多处理器(Chip multiprocessors,简称CMP)。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较, SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。IBM 的Power 4芯片和Sun的 MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存,提高缓存利用率,同时简化多处理器系统设计的复杂度。
2005年下半年,Intel和AMD的新型处理器也将融入CMP结构。新安腾处理器开发代码为Montecito,采用双核心设计,拥有最少18MB片内缓存,采取90nm工艺制造,它的设计绝对称得上是对当今芯片业的挑战。它的每个单独的核心都拥有独立的L1,L2和L3 cache,包含大约10亿支晶体管。
SMP
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SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构的简称,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,一个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。像双至强,也就是所说的二路,这是在对称处理器系统中最常见的一种(至强MP可以支持到四路,AMD Opteron可以支持1-8路)。也有少数是16路的。但是一般来讲,SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上尽可能保持相同的产品序列编号,因为两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候,有可能会发生一颗CPU负担过高,而另一颗负担很少的情况,无法发挥最大性能,更糟糕的是可能导致死机。
NUMA技术
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NUMA即非一致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的一致性有多种解决方案,需要操作系统和特殊软件的支持。图2中是Sequent公司NUMA系统的例子。这里有3个SMP模块用高速专用网络联起来,组成一个节点,每个节点可以有12个CPU。像Sequent的系统最多可以达到64个CPU甚至256个CPU。显然,这是在SMP的基础上,再用NUMA的技术加以扩展,是这两种技术的结合。
乱序执行技术
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乱序执行(out-of-orderexecution),是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。分枝技术:(branch)指令进行运算时需要等待结果,一般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。
内存控制器
许多应用程序拥有更为复杂的读取模式(几乎是随机地,特别是当cache hit不可预测的时候),并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行(out of order execution)这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令(无论这些数据来自CPU cache还是主内存系统)。当前低段系统的内存延迟大约是120-150ns,而CPU速度则达到了3GHz以上,一次单独的内存请求可能会浪费200-300次CPU循环。即使在缓存命中率(cache hit rate)达到99%的情况下,CPU也可能会花50%的时间来等待内存请求的结束- 比如因为内存延迟的缘是0.35微米,最新的PII可以达到0.28微米,在将来的CPU制造工艺可以达到0.18微米。
CPU的主要性能指标的详细解释
CPU是整个微机系统的核心,它往往是各种档次微机的代名词,CPU的性能大致上反映出微机的性能,因此,它的性能指标十分重要。CPU主要的性能指标有:主频:也叫时钟频率,单位是MHz(每秒百万次),用来表示CPU的运算速度。对于相同的系统而言,主频越高,表明CPU的运算速度越快,从i+80486DX2开始,主频%3D外频*倍频系数倍频系数:指CPU主频和外频之间的相对比例关系,例如当外频100MHz时,如果用5倍频来运行,CPU的速度(主频)便函是100*5%3D500MHz%2C现在Intel公司生产的CPU基本上全部采用了倍频系数不能改变的锁频技术,因此,电脑民烧友对CPU超频只好采用提高外频的方法进行。L1+Cache%3A集成在CPU内部的一级高速缓存,容量有32KB、64KB、128KB等。Cache译为“缓存”,这是一种速度比内存更快的保存设备,它的功能是用来减少CPU因等待慢速设备(如内存)所导致的延迟,进而改善系统的性能。目前电脑内部有3种Cache,按照距离CPU核心的层数来分,有L1、L2、L3种类。生产工艺技术;指在半导体硅材料上生产CPU时内部各元件间的连接线宽度,一般用微米表示,微米数值越小,生产工艺越先进。CPU内部功耗和发热量就越小。CPU内核和I%2FO工作电压:CPU的工作电压分内核电压和I%2FO电压两种。其中内核电压根据CPU生产工艺而定,一般微米越小内核工作电压越低,电压一般都在3V左右,具体数值根据各厂家具体的CPU型号而定。接口标准:指CPU安装在电脑主板上时使用的插座类型。超频能力:超频就是在实际使用时让CPU工作在高于标准称时钟频率上。一般情况下,CPU都能在正常工作电压下跳高一档主频运行。内存总线速度:指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之、间的通信速度。扩展总线速度:指安装在微机系统上的局部总(如PCI总线)接口卡的工作速度。工作电压:指CPU正常工作所需的电压。早期CPU的工作电压一般为5V,随着CPU主频的提高,CPU工作电压有逐步下降的趋势,以解决发热过高的问题。地址总线宽度:它决定了CPU可以访问的物理地址空间,对于486以上的计算机系统,一址线的宽度为32位,可以直接访问4GB的物理空间。超标量:指一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。
CPU的主要性能指标有哪些?
CPU是整个微机系统的核心,它往往是各种档次微机的代名词,CPU的性能大致上反
映出微机的性能,因此它的性能指标十分重要。CPU主要的性能指标有:
(1)主频即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)。一般说来,主频越高,CPU的速度越
快。由于内部结构不同,并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。
(2)内存总线速度(Memory-Bus Speed) 指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信
速度。
(3)扩展总线速度(Expansion-Bus Speed) 指安装在微机系统上的局部总线如VESA或
PCI总线接口卡的工作速度。
(4)工作电压(Supply Voltage) 指CPU正常工作所需的电压。早期CPU的工作电压一
般为5V,随着CPU主频的提高,CPU工作电压有逐步下降的趋势,以解决发热过高的问
题。
(5)地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间,对于486以上的微机系统,地
址线的宽度为32位,最多可以直接访问4096 MB的物理空间。
(6)数据总线宽度决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据
传输的信息量。
(7)内置协处理器含有内置协处理器的CPU,可以加快特定类型的数值计算,某些需
要进行复杂计算的软件系统,如高版本的AUTO CAD就需要协处理器支持。
(8)超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。Pentium级以上CPU
均具有超标量结构;而486以下的CPU属于低标量结构,即在这类CPU内执行一条指令至
少需要一个或一个以上的时钟周期。
(9)L1高速缓存即一级高速缓存。内置高速缓存可以提高CPU的运行效率,这也正是4
86DLC比386DX-40快的原因。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,
这也正是一些公司力争加大L1级高速缓冲存储器容量的原因。不过高速缓冲存储器均
由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU
管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。
(10)采用回写(Write Back)结构的高速缓存它对读和写操作均有效,速度较快。而
采用写通(Write-through)结构的高速缓存,仅对读操作有效.
CPU的各项性能指标是什么意思????
CPU的各项性能指标是指影响CPU运行速度的性能指标。
计算机的性能在很大程度上由CPU的性能决定,而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等参数。
处理数据即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据, 并执行指令。在微型计算机中又称微处理器,计算机的所有操作都受CPU控制,CPU的性能指标直接决定了微机系统的性能指标。
CPU具有以下4个方面的基本功能:数据通信,资源共享,分布式处理,提供系统可靠性。运作原理可基本分为四个阶段:提取、解码、执行和写回。
影响CPU的各项性能指标:
主频
主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常,主频越高,CPU处理数据的速度就越快。
外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。
实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
cpu的主要性能指标有哪些
主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
多选题 ()是CPU的主要性能指标。 A、主频 B、分辨率 C、字长 D、字节
A C D
1.主频
主频也叫时钟频率,用来表示CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed),即CPU内数字脉冲信号震荡的速度。
4、CPU的位和字长
位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
cpu的主要性能指标有哪些
CPU是整个微机系统的核心,它往往是各种档次微机的代名词,CPU的性能大致上反
映出微机的性能,因此它的性能指标十分重要。CPU主要的性能指标有:
(1)主频即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)。一般说来,主频越高,CPU的速度越
快。由于内部结构不同,并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。
(2)内存总线速度(Memory-Bus Speed) 指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信
速度。
(3)扩展总线速度(Expansion-Bus Speed) 指安装在微机系统上的局部总线如VESA或
PCI总线接口卡的工作速度。
(4)工作电压(Supply Voltage) 指CPU正常工作所需的电压。早期CPU的工作电压一
般为5V,随着CPU主频的提高,CPU工作电压有逐步下降的趋势,以解决发热过高的问
题。
(5)地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间,对于486以上的微机系统,地
址线的宽度为32位,最多可以直接访问4096 MB的物理空间。
(6)数据总线宽度决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据
传输的信息量。
(7)内置协处理器含有内置协处理器的CPU,可以加快特定类型的数值计算,某些需
要进行复杂计算的软件系统,如高版本的AUTO CAD就需要协处理器支持。
(8)超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。Pentium级以上CPU
均具有超标量结构;而486以下的CPU属于低标量结构,即在这类CPU内执行一条指令至
少需要一个或一个以上的时钟周期。
(9)L1高速缓存即一级高速缓存。内置高速缓存可以提高CPU的运行效率,这也正是4
86DLC比386DX-40快的原因。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,
这也正是一些公司力争加大L1级高速缓冲存储器容量的原因。不过高速缓冲存储器均
由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU
管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。
(10)采用回写(Write Back)结构的高速缓存它对读和写操作均有效,速度较快。而
采用写通(Write-through)结构的高速缓存,仅对读操作有效.