什么是CPU返回首页返回上一页
什么是CPU    
什么是计算机病毒
什么是域名
什么是安全期

什么是八荣八耻

什么是BBS


什么是CPU

CPU是Central Processing Unit(中央处理器)的缩写。

CPU----它由运算器和控制器组成,如果把计算机比作一个人,那么CPU就是他的心脏,其重要作用由此可见一斑。不管什么样的CPU,其内部结构归纳起来可以分为控制单元(Control Unit;CU)、逻辑单元(Arithmetic Logic Unit;ALU)和存储单元(Memory Unit;MU)三大部分,这三个部分相互协调,便可以进行分析,判断、运算并控制计算机各部分协调工作。

CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。

目前我们常用的处理器主要是INTEL和 AMD的对于CPU的性能参数所要注意的是以下几点:

CPU主频

CPU内部的时钟频率,是CPU进行运算时的工作频率。一般来说,主频越高,一个时钟周期里完成的指令数也越多,CPU的运算速度也就越快。但由于内部结构不同,并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。

外频即系统总线,CPU与周边设备传输数据的频率,具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。

倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数,当外频不变时,提高倍频,CPU主频也就越高。倍频可使系统总线工作在相对较低的频率上,而CPU速度可以通过倍频来无限提升。CPU主频的计算方式变为:主频 = 外频 x 倍频。。

CPU接口

对于INTEL CUP,目前使用的主要有SOCKET478 和 LGA 775接口

对于AMD CPU ,目前使用的主要有SOCKET754 、SOCKET939和 SOCKET 462(即SOCKET A)

CPU缓存

CPU缓存分为一级和二级缓存

一级缓存 ,即L1 Cache。集成在CPU内部中,用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。由于缓存指令和数据与CPU同频工作,L1级高速缓存缓存的容量越大,存储信息越多,可减少CPU与内存之间的数据交换次数,提高CPU的运算效率。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。

二级缓存,即L2 Cache。由于L1级高速缓存容量的限制,为了再次提高CPU的运算速度,在CPU外部放置一高速存储器,即二级缓存。工作主频比较灵活,可与CPU同频,也可不同。CPU在读取数据时,先在L1中寻找,再从L2寻找,然后是内存,在后是外存储器。现在普通台式机CPU的L2缓存一般为128KB到2MB或者更高,笔记本、服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存最高可达1MB-3MB

制造工艺

现在所使用的CPU制造工艺一般是0.13um、 0.09um ,随着工艺水平的进步,目前已经提高到64纳米,将来会更高。

前端总线

总线是将计算机微处理器与内存芯片以及与之通信的设备连接起来的硬件通道。前端总线负责将CPU连接到主内存,前端总线(FSB)频率则直接影响CPU与内存数据交换速度。数据传输最大带宽取决于同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8。目前PC机上CPU前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz等几种,前端总线频率越高,代表着CPU与内存之间的数据传输量越大,更能充分发挥出CPU的功能。

   外频与前端总线频率的区别与联系在于:前端总线的速度指的是数据传输的实际速度,外频这是CPU与主板之间同步运行的速度。大多数时候前端速度都大于CPU外频,且成倍数关系

超线程

超线程技术是Intel 的创新设计,藉由在一颗实体处理器中放入二个逻辑处理单元,让多线程软件可在系统平台上平行处理多项任务,并提升处理器执行资源的使用率。使用这项技术,处理器的资源利用率理论上平均可提升40%,大大增加处理的传输量

CPU的使用要和主板配合使用,只有主板CPU插槽和CPU接口型号对应才能配合使用,否则根本无法安装,同时需要注意的是主板芯片组型号,部分芯片组由于性能限制配合某些CPU可能无法正常工作!随着新技术的发展CPU已经从32位升级到64位 ,同时内核也有所增加,如intel的双核心CPU。

 

不开机箱认识自己的CPU(图)

介绍CPU的文章很多,但对大多数用户来说,却未必有机会把机箱里面的CPU拆出来看看,因此,我们通过系统以及简单的软件方法了解自己的处理器。

  如果只想了解自己的CPU型号,Windows Me/2000/XP这些操作系统都能帮我们完成这个任务。进入Windows后,右键单击“我的电脑”,在弹出菜单中点击“系统属性”,那么新弹出的“系统属性”窗口中就会显示CPU的属性。当系统搭配的早期CPU(主要是在Intel Pentium Ⅲ以前的CPU)时,这里只会显示CPU的型号,如图1中的Intel Pentium 4 CPU这部分。而Intel在新处理器中(后期推出的Pentium Ⅲ系列处理器以及Pentium 4处理器),在CPU内部加入了CPU速度信息,因此现在的CPU检测时还会有后面的2.40GHz字样,这就是这块CPU的标准运行频率。另外,Windows系统属性还能读取CPU的实际运行速度,在CPU下面的3.21GHz就是CPU的实际运行频率。需要知道的是,按道理CPU的实际运行频率与标准运行频率应该一致,但因为各厂家的主板调节频率的方式不一致的原因,这里的频率会有一定的误差。而如果两个频率差别过大,比如图中标准运行频率是2.40GHz,而实际运行频率是3.21GHz,那么你就遇到CPU超频了,而如果这CPU是你按照3.20GHz的型号购买的,那么你就肯定遇到奸商了。当实际频率明显低于标准频率,则说明要么BIOS中CPU型号设置有错,要么你的CPU或者主板有自动降频节能功能,这在笔记本CPU中很常见。

 如果用户使用的是AMD系列处理器,也会看到相似的CPU信息,不过如果使用的是AMD Athlon XP系列处理器,则它没有Intel的标准运行频率,只有当前CPU的PR值,而这个值是按照当前的CPU实际运行速度推算出来的,并不是一个固定的信息。因此,我们不能用这个方法来判断Athlon XP处理器是否为Remark。在AMD的64位处理中,AMD也把CPU型号信息固化在CPU中了,可以通过了解此信息来看购买的AMD 64位处理器是否为真品。目前,AMD的64位处理器由低到高包括Athlon 64、Athlon 64 FX和Opteron三类。

  如果我们留意Intel Pentium 4处理器的标志,会发现标志的右上角有“HT”字样,这表示这块CPU支持Hyper Threading技术,能把一块CPU模拟为两块CPU,提高CPU的使用效率。

那么在使用带有“HT”技术的Pentium 4处理器时,如何检测是否成功开启了“HT”技术呢?只要启动Windows2000/XP的任务管理器,然后查看其中的“性能”菜单下的CPU使用记录,如果看到两个CPU使用窗口,就表示成功开启了超线程设置

CPU的作用及主要性能指标

1) CPU是计算机的核心部件。分为:算术单元、控制单元、存储单元

2) 性能指标

主频 时钟频率,主频越高速度越快。 主频=外频X倍频内存总线速度 也叫系统总线速度,一般等于外频,就是指CPU与L2(二级缓存)和内存之间的工作频率。

工作电压 CPU制造工艺与主频提高,工作电压下降。CPU扩展指令 Intel—SSE,MMX AMD—3D NOW整数、浮点 整数运算存在于大型办公软件,浮点运算主要存在于游戏和制图软件中。

L1,L2 L1-一级高速缓存,由静态RAM组成
2-二级高速缓存,弥补CPU与其他部件之间的巨大的速度差异。购买CPU时很重要的性能参数

CPU作为计算机系统的核心,自然成为各种配置的计算机的代名词,如Pentium 4、ThunderBird等。CPU的性能直接反映了计算机性能的高低。现在CPU的性能曰益丰富和完善。下面简要介绍一下CPU的主要性能指标。
1 IA—32&IA—64
IA是英语“英特尔体系/Intel Architecture”的缩写。这是因为目前使用的CPU以Intel公司的X86序列产品为主,所以人们将Intel生产的CPU统称为英特尔体系(IA)CPU。由于其他公司如AMD等公司生产的CPU基本上能在软、硬件方面与Intel的CPU兼容,所以人们通常也将这部分CPU列入IA系列。
2 CPU的位和字长
位:在数字电路和计算机技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是“0”或是“1”在CPU中都是1“位” 。
字长:计算机技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数称为字长。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位二进制数就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字节的长度是固定的,而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。
3 主频
CPU主频也叫时钟频率,是CPU内核(整数和浮点运算器)电路的实际运行频率,英文全拼为CPU Clock Speed,时钟频率的单位是MHz(兆赫)。但一般来说,主频越高,CPU在一个时钟周期里所能完成的指令数也就越多,CPU的运算速度也就越快。CPU主频的高低与CPU的外频和倍频有关,主频=外频×倍频。
4 外频
CPU外频也就是常见特性表中所列的CPU总线频率,是由主板为CPU提供的基准时钟频率,而CPU的工作主频则按倍频系数乘以外频而来。外频是指CPU与主板之间同步运行的速度,也可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。外频速度越高,CPU就可以同时接受更多的来自外围设备的数据,从而使整个系统的速度进一步提高。
5 倍频
倍频是指CPU外频与主频相差的倍数,三者有十分密切的关系,CPU的工作主频是按外频乘以倍频系数而来的,用公式表示:外频×倍频系数=主频。如一块外频为100MHz,倍频系数为8的CPU,其主频即为:100MHz×8=800MHz。
6 前端总线(FSB)频率
前端总线这个名称是由AMD在推出K7 CPU时提出的概念,实际上前端总线也就是CPU总线。由于在目前的各种主板上前端总线频率与内存总线频率相同,所以前端总线频率也是CPU与内存以及L2 Cache(仅指Socket 7主板)之间交换数据的工作时钟。由于数据传输最大带宽取决于所同时传输的数据位宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽度)÷8。例如Intel公司的PentiumⅡ333使用66MHz的前端总线,所以它与内存之间的数据交换带宽为(66MHz×64B)÷8=528MBps。由此可见,前端总线频率将影响计算机运行时CPU与内存、L2 Cache之间的数据交换速度,实际也就影响了计算机的整体运行速度。
7 地址总线宽度
它决定了CPU可以访问的存储器物理地址空间。对于486以上的微机系统,地址总线的宽度为32位,CPU最多可以直接访问4GB的物理空间。
注意:这里的物理空间的大小指的是内存容量,因为从硬盘等外部存储器中来的数据必需经过内存才能得到CPU的访问。
8 数据总线宽度
它决定了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。对于Pentium系列以上级别的CPU来说,数据总线的宽度为64位,这时CPU一次可以同时处理8个字节的数据。
9 L1高速缓存(L1 Cache)
即一级高速缓存,其容量一般为16KB~64KB,少数可达到128KB,频率与CPU相同。内置高速缓存可以提高CPU的运行效率,L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,内部高速缓存越大,系统性能提高越明显。所以这也是目前一些公司力争加大L1 Cache高速缓存器容量的原因。不过高速缓存存储器运行在CPU的时钟频率上,是由静态RAM组成,结构比较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1高速缓存的容量不可能做得太大。
10 L2高速缓存(L2 Cache)
即二级高速缓存。L2高速缓存的容量和频率对CPU的性能影响也很大。L2 Cache的时钟频率为CPU时钟频率的一半或者全速。L2 Cache一般相当于L1 Cache容量的4~16倍左右。
11 扩展总线速度
英文全称是Expansion-Bus Speed,扩展总线就是指局部总线如PCI和VESA总线。PCI局部总线的速度一般为33.33MHz。所以,在33MHz下,具有32位数据位宽度的扩展总线的带宽为33.33MHz×32b=1066MB≈133MBps。由此可见,扩展总线的速度也影响计算机的整体运行速度。
12 生产工艺技术
我们常可以在CPU性能列表上看到“工艺技术”一项,其中有“0.18μm”或“0.13μm”等,这些同样是为了说明CPU技术的先进程度。一般来说“工艺技术”中的数据越小,表明CPU生产技术越先进。
13 封装方式
所谓“封装”,说简单些就是将CPU套上外衣,这样就能保证CPU核心与空气隔离开来,避免尘埃的侵害。好的封装设计还有助于CPU芯片散热,并很好地让CPU与主板连接。
14 工作电压
工作电压是指CPU正常工作时所需的电压。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。CPU制造工艺越先进,则工作电压越低,CPU运行时耗电功率就越小。
工作电压有两种,分别是输入/输出(I/O)电压和内核(Vcore)电压。内核电压的高低主要取决于CPU的制造工艺,也就是上面所说的“0.18μm”或“0.13μm”等。
15 插槽类型
插槽是指CPU和主板的接口,这和CPU的管脚数有关。不同级别的CPU在主板上的插槽不一定一样。目前主要的插槽类型有Socket 370、Socket 423、Socket 478、Slot 1、Slot A等。
16 流水线技术
流水线(Pipeline)是Intel在486计算机芯片中首次使用。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指令分为5~6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能在一个CPU时钟周期内完成一条指令,由此提高了CPU的运行速度。目前的Pentium系列CPU采用了两条具有各自独立电路单元的流水线,这样CPU在工作时就可以通过这两条流水线来同时完成两条指令,因此在理论上可以实现在每一个时钟周期中完成两条指令的目的。
17 超流水线和超标量技术
超流水线是指某些CPU内部的流水线超过通常的5~6步以上,例如在PentiumII中的流水线就长达14步。流水线设计的步数越多,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。
超标量(Super Scalar)是指在CPU中有1条以上的流水线,并且每个时钟周期内可以完成一条以上的指令,这种设计就称为超标量技术。
18 乱序执行技术
乱序执行(Out-of-Order Execution)技术是指CPU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。
19 分支预测和推测执行技术
分支预测(Branch Prediction)和推测执行(Speculation Execution)是CPU动态执行技术中的主要内容,动态执行是目前CPU主要采用的技术之一。采用分支预测和推测执行的主要目的是为了提高CPU的运行速度。推测执行是依托于分支预测基础上的,预先读入由分支预测程序推测的分支。
20 MMX
MMX是英语“多媒体指令集”的缩写,共有57条指令,是Intel公司第一次对自1985年就定型的X86指令集进行的扩展。 MMX主要用于增强CPU对多媒体信息的处理,提高CPU处理3D图形、视频和音频信息能力。但由于只对整数运算进行了优化而没有加强浮点方面的运算能力,所以在3D图形曰趋广泛、因特网3D网页应用曰趋增多的情况下,MMX业已心有余而力不足了。
21 SSE和SSE2
SSE是英语“因特网数据流单指令序列扩展/internet Streaming SIMD Extensions”的缩写。它是Intel公司首次应用于最近才推出的PentiumⅢ中的。SSE实际就是原来传闻的MMX2,后来又叫KNI(Katmai New Instruction),Katmai实际上也就是现在的PentiumⅢ。SSE共有70条指令,不但涵括了原MMX和3D Now!指令集中的所有功能,而且特别加强了SIMD浮点处理能力,另外还专门针对目前因特网的曰益发展,加强了CPU处理3D网页和其他音像信息技术处理的能力。
22 3D Now!和3D Now!增强版
AMD公司开发的多媒体扩展指令集,共有27条指令,针对MMX指令集没有加强浮点处理能力的弱点,重点提高了AMD公司K6系列CPU对3D图形的处理能力。但由于指令有限,该指令集主要应用于3D游戏,而对其他商业图形应用处理支持不足。


相关资料:

什么是博客 佛家三宝是什么 什么是科学发展观 全虫是什么 什么是蓝牙

Copyright @ 1996-2006 http://www.zhiyeren.org/

极客 新奇特