計(jì)算機(jī)cpu性能指標(biāo)與作用

1、計(jì)算機(jī)CPU性能指標(biāo)與作用計(jì)算機(jī)CPU性能指標(biāo)與作用計(jì)算機(jī)CPU勺性能指標(biāo)從CPU勺構(gòu)造功能方面論述CPU性能指標(biāo)對(duì)于計(jì)算機(jī)運(yùn)行的重要作用， 從而芻議了 CPU勺性能指標(biāo)。CPU是計(jì)算機(jī)的三大核心部件之一，全稱 為(CentralProcessingU nit), CPU很小巧卻是整個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。用通俗勺比喻來(lái)解釋就是相當(dāng)于人勺大腦。 它勺主要功能是 解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。對(duì) 于一臺(tái)計(jì)算機(jī)而言 CPU 性能的好壞直接決定著整個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中CPU是由運(yùn)算器和控制器兩大局部組成的。它主要負(fù) 責(zé)協(xié)調(diào)并且控制計(jì)算機(jī)各部件執(zhí)行程序的指令序列，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行

2、 加工。 具體功能包括 : 指令控制、操作控制、時(shí)間控制、數(shù)據(jù)加工、 中斷處理等。 計(jì)算機(jī)開(kāi)展到今天，CPU勺性能指標(biāo)己經(jīng)成為一個(gè)重要 的研究課題了，所 以對(duì)于計(jì)算機(jī)CPU性能指標(biāo)的探析是非常重要的。1頻率所謂CPU勺頻率就是指它的匸作頻率。(1) 主頻其實(shí)就是CPU內(nèi)核工作時(shí)的時(shí)鐘頻率。CPU勺主頻所表示的 是CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度。所以并不能直接說(shuō)明主頻 的速度是 計(jì)算機(jī)CPU勺運(yùn)行速度的直接反映形式，我們并不能完全用 主頻來(lái)概括 CPU勺性能。這是我們最關(guān)心的，我們所說(shuō)的 233、300等就是指的主頻。(2) 外頻是系統(tǒng)總線的工作頻率，即 CPU勺基準(zhǔn)頻率，是CPU與主板 之間同

3、步運(yùn)行的速度。外頻速度越高，CPU就可以同時(shí)接受更多來(lái)自外圍 設(shè)備的數(shù)據(jù)，從而使整個(gè)系統(tǒng)的速度進(jìn)一步提高。(3) 倍頻那么是指CPU外頻與主頻相差的倍數(shù)。2緩存容量一般來(lái)說(shuō)存容量越大，性能也就越高，CPU勺緩存一般分為 內(nèi)部緩存(LICache)和外部緩存(L2Cache)。封閉在CPU芯片內(nèi) 部的高速 緩存，用于暫時(shí)存儲(chǔ)CPU運(yùn)算時(shí)的局部指令和數(shù)據(jù)，存取速度與CPU主頻 一致丄1緩存的容量單位一般為KBo外部緩存(L2Cache) : CPU外部的高速緩存，PentiumPro處理器的L2和CPL運(yùn)行在相同頻率下的，但本錢昂 貴，所以Pentiumll運(yùn)行在相當(dāng)于CPU頻率一半下的，容量為5

4、12Ko內(nèi)部緩存越大，CPU工作時(shí)與存取速度較慢的外部緩存和內(nèi)部緩存間交換數(shù)據(jù)的次數(shù)越少，相對(duì)電腦的運(yùn)算速度可以提高。L1高速緩存與CPU 同步運(yùn)行，其緩存容量大小對(duì)CPU勺性能影響較大。L2高速緩存也稱為 二級(jí)高速緩存L2Cache的容量和頻率對(duì)CPU勺性能影響也較大，其作用 就是協(xié)調(diào)CPU勺運(yùn)行速度與內(nèi)存存取速度之間的 差異。L2高速緩存是CPU 晶體管總數(shù)中占得最多得一局部，由于 L2 高速緩存得本錢很高，因此 L2 高速緩存得容量大小一般用來(lái)作為高 端和低端CPU產(chǎn)品得分界標(biāo)準(zhǔn)。3工作電壓因素工作電壓指的也就是 CPU正常工作所需的電壓。早期 計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)需要的電壓比擬高通常為 5V,

5、隨著技術(shù)的不斷改良現(xiàn)在CPU 正常運(yùn)行所需要的電壓比擬低了。 CPU勺正常工作電壓是一個(gè)比擬寬的范 圍，一般最低可以到達(dá) 1. IV， 在低電壓下依然可以 穩(wěn)定的工作。提高工 作電壓，可以加強(qiáng)CPU內(nèi)部信號(hào)，增加CPU勺穩(wěn)定性能。但會(huì)導(dǎo)致CPU 的發(fā)熱問(wèn)題，CPU發(fā)熱將改變CPU勺化學(xué)介質(zhì)，降低CPU勺壽命。4流水線的性能指標(biāo)衡量流水線性能的主要指標(biāo)有吞吐率、加速 比和 效率。CPU勺原始工作模式在了解CPU工作原理之前，我們先簡(jiǎn)單談?wù)?CPU是如何生產(chǎn)出來(lái) 的。 CPU是在特別純潔的硅材料上制造的。一個(gè) CPU芯片包含上百萬(wàn)個(gè)精巧的 晶體管。人們?cè)谝粔K指甲蓋大小的 ' 硅片上，用化學(xué)

6、的方 法蝕刻或光刻出 晶體管。因此，從這個(gè)意義上說(shuō)，CPU正是由晶體 管組合而成的。簡(jiǎn)單而 言，晶體管就是微型電子開(kāi)關(guān)，它們是構(gòu)建 CPU勺基石，你可以把一個(gè)晶 體管當(dāng)作一個(gè)電燈開(kāi)關(guān)，它們有個(gè)操 作位，分別代表兩種狀態(tài)：0N開(kāi)和 OFF關(guān)。這一開(kāi)一關(guān)就相當(dāng)于 晶體管的連通與斷開(kāi)，而這兩種狀態(tài)正好 與二進(jìn)制中的根底狀態(tài)“0 和“1對(duì)應(yīng)!這樣，計(jì)算機(jī)就具備了處理信 息的能力。但你不要以為，只有簡(jiǎn)單的“0和“1兩種狀態(tài)的晶體管的原 理很 簡(jiǎn)單，其實(shí)它們的開(kāi)展是經(jīng)過(guò)科學(xué)家們多年的辛苦研究得來(lái)的。 在晶體 管之前，計(jì)算機(jī)依靠速度緩慢、低效率的真空電子管和機(jī)械 開(kāi)關(guān)來(lái)處理信息。后來(lái)，科研人員把兩個(gè)晶體管放

7、置到一個(gè)硅晶體 中，這樣便創(chuàng)作 出第一個(gè)集成電路，再后來(lái)才有了微處理器。看到這里，你一定想知道，晶體管是如何利用 “0和“1這兩種電 子信號(hào)來(lái)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)的呢 ?其實(shí)，所有電子設(shè)備都有自 己的電路 和開(kāi)關(guān)，電子在電路中流動(dòng)或斷開(kāi)，完全由開(kāi)關(guān)來(lái)控制， 如果你將開(kāi)關(guān) 設(shè)置為OFF,電子將停止流動(dòng)，如果你再將其設(shè)置為ON,電子又會(huì)繼續(xù)流動(dòng)。 晶體管的這種ON與OFF的切換只由電子信 號(hào)控制，我們可以將晶體管稱 之為二進(jìn)制設(shè)備。這樣，晶體管的 ON狀態(tài)用“ 1來(lái)表示，而OFF狀態(tài)那么 用“0來(lái)表示，就可以組成最 簡(jiǎn)單的二進(jìn)制數(shù)。眾多晶體管產(chǎn)生的多個(gè) “ T與“0的特殊次序 和模式能代表不同的情況，將其定義為字母、 數(shù)字、顏色和圖形。舉個(gè)例子，十進(jìn)位中的 1在二進(jìn)位模式時(shí)也是“1 ， 2在二進(jìn)位模式時(shí)是“10 , 3 是“11 , 4 是“100 , 5 是“1