Cpu的性能指标有哪些?

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

问题具体描述:Cpu的性能指标有哪些?


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介绍

CPU的性能指标有

  • 主频:即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。一般说来,主频越高,CPU的速度越快。
  • 外频:就是系统总线的工作频率,单位是MHZ,决定着整块主板的运行速度。
  • 倍频:指CPU外频与主频相差的倍数。
  • 前端总线(FSB)频率:是直接影响CPU与内存直接数据交换的速度。
  • 工作电压:指CPU正常工作所需的电压。
  • CPU的位和字长
    1. 位:在数字电路和电脑技术中都是用二进制表示。代码只有“0”和“1”,其中无论是0或1,在CPU中都表示一“位”。
    2. 字长:电脑技术中对CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数。
  • 缓存:缓存的结构和大小对于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。(有一级缓存L1 cache、二级缓存L2 cache、三级缓存L3 cache说明.gif说明:说明见补充部分
  • CPU扩展指令集:指令集是提高处理器运行效率的有效工具之一,CPU通过指令来计算和控制系统。
  • CPU内核和I/O工作电压:CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种。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,一般制造工艺越小,内核工作电压越低。
  • 制作工艺: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度越高的方向发展的。
  • 超流水线与超标量
    1. 超标量:指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。通过内置多条流水线来同时处理多个处理器,其实质是以空间换取时间。
    2. 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。
  • 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。
  • 乱序执行和分枝预测
    1. 乱序执行:是指CPU采用了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。
    2. 分支:是指程序运行时需要改变的节点。分枝有无条件分支和有条件分支,其中无条件分支只需要CPU按指令顺序执行,而条件分支则必须根据处理结果再决定程序运行方向是否改变,因此需要“分支预测”技术处理的是条件分支。

补充

  • 主频用公式表示是:主频=外频×倍频。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率就越高。
  • 一级、二级、三级缓存的说明如下:
    1. 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486DLC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。
    2. L2高速缓存,指CPU外部的高速缓存。Pentium Pro处理器的L2和CPU运行在相同频率下的,但成本昂贵,所以Pentium II运行在相当于CPU频率一半以下,容量为512K。
    3. L3缓存分为两种,早期的是外置,现在的都是内置。三级缓存可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时的处理性能。
  • 数据带宽=(总线频率*数据位宽)/8,数据传输的最大宽度取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。

提示

  • 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。所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。
  • 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。

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