Cpu的性能指標有哪些?

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--Ly651686474 2009年11月23日 (一) 14:20 (CST)

問題具體描述:Cpu的性能指標有哪些?


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介紹

CPU的性能指標有

  • 主頻:即CPU的時鐘頻率(CPU Clock Speed),用來表示CPU的運算、處理數據的速度。一般說來,主頻越高,CPU的速度越快。
  • 外頻:就是系統總線的工作頻率,單位是MHZ,決定著整塊主板的運行速度。
  • 倍頻:指CPU外頻與主頻相差的倍數。
  • 前端總線(FSB)頻率:是直接影響CPU與內存直接數據交換的速度。
  • 工作電壓:指CPU正常工作所需的電壓。
  • CPU的位和字長
    1. 位:在數字電路和電腦技術中都是用二進位表示。代碼只有「0」和「1」,其中無論是0或1,在CPU中都表示一「位」。
    2. 字長:電腦技術中對CPU在單位時間內能一次處理的二進位數的位數。
  • 緩存:緩存的結構和大小對於CPU速度的影響非常大,CPU內緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠遠大於系統內存和硬碟。(有一級緩存L1 cache、二級緩存L2 cache、三級緩存L3 cache說明.gif說明:說明見補充部分
  • CPU擴展指令集:指令集是提高處理器運行效率的有效工具之一,CPU通過指令來計算和控制系統。
  • CPU內核和I/O工作電壓:CPU的工作電壓分為內核電壓和I/O電壓兩種。CPU的核心電壓小於等於I/O電壓。其中內核電壓的大小是根據CPU的生產工藝而定,一般製造工藝越小,內核工作電壓越低。
  • 製作工藝:製造工藝的微米是指IC內電路與電路之間的距離。製造工藝的趨勢是向密度越高的方向發展的。
  • 超流水線與超標量
    1. 超標量:指在一個時鐘周期內CPU可以執行一條以上的指令。通過內置多條流水線來同時處理多個處理器,其實質是以空間換取時間。
    2. 超流水線:是通過細化流水、提高主頻,使得在一個機器周期內完成一個甚至多個操作,其實質是以時間換取空間。
  • 內置協處理器:含有內置協處理器的CPU,可以加快特定類型的數值計算,某些需要進行複雜計算的軟體系統,如高版本的AUTO CAD就需要協處理器支持。
  • 亂序執行和分枝預測
    1. 亂序執行:是指CPU採用了允許將多條指令不按程序規定的順序分開發送給各相應電路單元處理的技術。
    2. 分支:是指程序運行時需要改變的節點。分枝有無條件分支和有條件分支,其中無條件分支只需要CPU按指令順序執行,而條件分支則必須根據處理結果再決定程序運行方向是否改變,因此需要「分支預測」技術處理的是條件分支。

補充

  • 主頻用公式表示是:主頻=外頻×倍頻。在相同的外頻下,倍頻越高CPU的頻率就越高。
  • 一級、二級、三級緩存的說明如下:
    1. L1高速緩存即一級高速緩存。內置高速緩存可以提高CPU的運行效率,這也正是486DLC比386DX-40快的原因。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,這也正是一些公司力爭加大L1級高速緩衝存儲器容量的原因。
    2. L2高速緩存,指CPU外部的高速緩存。Pentium Pro處理器的L2和CPU運行在相同頻率下的,但成本昂貴,所以Pentium II運行在相當於CPU頻率一半以下,容量為512K。
    3. L3緩存分為兩種,早期的是外置,現在的都是內置。三級緩存可以進一步降低內存延遲,同時提升大數據量計算時的處理性能。
  • 數據帶寬=(總線頻率*數據位寬)/8,數據傳輸的最大寬度取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率。

提示

  • 由於內部結構不同,並非所有的時鐘頻率相同的CPU的性能都一樣。所以並不能完全用主頻來概括CPU的性能。
  • 高速緩衝存儲器均由靜態RAM組成,結構較複雜,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。

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