一、CPU的性能指标:1、主频(外频,倍频):主频=外频*倍频. CPU的工作频率(主频)包括两个部分:外频与倍频,两者的乘积就是主频。
所谓外部频率,指的就是系统总线频率,目前主流CPU的外频大多为66MHz与100MHz。
而AMD公司的K7已经使用了高达200MHz的外部频率。
倍频的全称是倍频系数。
CPU的主频与外频之间存在着一个比值关系,这个比值就是倍频系数,简称倍频。
倍频右以从1.5X一直到10X以上,以0.5为一个间隔单位。
外频与倍频相乘就是主频,所以其中任何一项提高都可以使CPU的主频下升。
CPU的主频就是CPU 的工作频率,也就是它的速度,单位是MHz。
CPU的外频是其外部时钟频率,由电脑主板提供,单位也是MHz。
CPU的倍频是主频为外频的倍数,故也叫倍频系数,它是没有单位的。
CPU的主频=外频×倍频,例如深受欢迎的64位INTEL赛扬D331的主频是2.66GHz、外频是133MHz、倍频是20,2.66GHz=2660MHz=133MHz×20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。
倍频原先并没有倍频概念,CPU的主频和系统总线的速度是一样的,但CPU的速度越来越快,倍频技术也就应允而生。
它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。
那么CPU主频的计算方式变为:主频= 外频x 倍频。
也就是倍频是指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。
2、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。
字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。
3、核心数:核心数就是CPU的核心数量,单核就是1,双核就是2,四核就是4但是核心数绝对不是CPU数量。
双核的CPU核心数量是2,但是CPU数量是1。
双处理器的电脑的话CPU数量是2,但是核心数量不见得是2,而是每个CPU核心数量之和。
4、制作工艺:【表明CPU性能的参数中常有“工艺技术”一项,其中有“0.35um”或“0.25um”等。
一般来说“工艺技术”中的数据越小表明CPU生产技术越先进。
目前生产CPU主要采用CMOS技术。
CMOS是英语“互补金属氧化物半导体”的缩写。
采用这种技术生产CPU时过程中采用“光刀”加工各种电路和元器件,并采用金属铝沉淀在硅材料上后用“光刀”刻成导线联接各元器件。
现在光刻的精度一般用微米(um)表示,精度越高表示生产工艺越先进。
因为精度越高则可以在同样体积上的硅材料上生产出更多的元件,所加工出的联接线也越细,这样生产出的CPU工作主频可以做得很高。
正因为如此,在只能使用0.65 u m工艺时生产的第一代Pentium CPU的工作主频只有60/66MHz,在随后生产工艺逐渐发展到0.35um、0.25um时、所以也相应生产出了工作主额高达266MHz的Pentium MMX和主频高达500MHz的Pentium II CPU。
由于目前科学技术的限制,现在的CPU生产工艺只能达到0.25 u m,因此Intel、AMD、Cyrix以及其它公司正在向0.18um和铜导线(用金属铜沉淀在硅材料上代替原来的铝)技术努力,估计只要生产工艺达到0.18um后生产出主频为l000MHz的CPU就会是很平常的事了。
AMD为了跟Intel继续争夺下个世纪的微处理器发展权,已经跟摩托罗拉(Motorola)达成一项长达七年的技术合作协议。
Motorola将把最新开发的铜导线工艺技术(Copper Interconnect) 授权给AMD。
AMD准备在2000年之内,制造高达1000MHz(1GHz)的K7微处理器。
CPU将向速度更快、64位结构方向前进。
CPU的制作工艺将更加精细,将会由现在0.25微米向0.18微米过渡,到2000年中大部分CPU厂商都将采用0.18微米工艺,2001年之后,许多厂商都将转向0.13微米的铜制造工艺,制造工艺的提高,味着体积更小,集成度更高,耗电更少。
铜技术的优势非常明显。
主要表现在以下方面:铜的导电性能优于现在普遍应用的铝,而且铜的电阻小,发热量小,从而可以保证处理器在更大范围内的可靠性;采用0.13微米以下及铜工艺芯片制造技术将有效的提高芯片的工作频率;能减小现有管芯的体积。
与传统的铝工艺技术相比,铜工艺制造芯片技术将有效地提高芯片的速度,减小芯片的面积,从发展来看铜工艺将最终取代铝工艺。
】或者【通常我们所说的CPU的“制作工艺”指得是在生产CPU过程中,要进行加工各种电路和电子元件,制造导线连接各个元器件。
通常其生产的精度以微米(长度单位,1微米等于千分之一毫米)来表示,未来有向纳米(1纳米等于千分之一微米)发展的趋势,精度越高,生产工艺越先进。
在同样的材料中可以制造更多的电子元件,连接线也越细,提高CPU的集成度,CPU的功耗也越小。
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。
微电子技术的发展与进步,主要是靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。
芯片制造工艺在1995年以后,从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.09微米,而0.065微米(65纳米)的制造工艺将是下一代CPU的发展目标。
】5、针脚数:就是一个接口类型针多少并不代表什么不同CPU是使用不同针脚的因为铜的电迁移效应INTEL现在的CPU都没有针脚了改用的是触点目前CPU都采用针脚式接口与主板相连,而不同的接口的CPU在针脚数上各不相同。
CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示,比如目前Pentium 4系列处理器所采用的Socket 478接口,其针CPU脚数就为478针;而Athlon XP系列处理器所采用的Socket 939接口,其CPU针脚数就为939针。
6、L2和L3:【L1,L2,L3 指的都是CPU的缓存,他们比内存快,但是很昂贵,所以用作缓存,CPU查找数据的时候首先在L1,然后看L2,如果还没有,就到内存查找一些服务器还有L3 Cache,目的也是提高速度。
高速缓冲存储器Cache是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。
在Cache中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从Cache中调用,从而加快读取速度。
由此可见,在CPU中加入Cache是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(Cache+内存)就变成了既有Cache的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。
Cache对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与Cache间的带宽引起的。
】或者【cpu的缓存和内存类似主要是为了减小cpu的访问延迟AMD 和intel的缓存设计不同AMD的L1和L2均为数据缓存intel的L1为指令缓存(作用类似于书籍的目录) L2才是数据缓存这也就是为什么AMD的L1比intel大L2却小很多多核cpu出现后AMD的核心之间同步最早是依靠其HT总线实现后来依靠L3同步。
intel从酷睿2开始核心之间的数据同步在L2之间实现但此时的四核cpu 由于是胶水设计两个不同核心之间的通信依靠前端总线同核心内依旧依靠L2i7之后由于架构改变二级缓存不再如酷睿2一般动辄6M 12M 取而代之的是较小的二级缓存并增加了三级缓存数据同步也在L3内完成总的说来相同核心的cpu L2/L3越大越好但不同核心之间没有可比性】【缓存(Cache):CPU进行处理的数据信息多是从内存中调取的,但CPU的运算速度要比内存快得多,为此在此传输过程中放置一存储器,存储CPU经常使用的数据和指令。
这样可以提高数据传输速度。
可分一级缓存和二级缓存。
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。
但因高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在有限的CPU芯片面积上,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。
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。
所以L2对系统的影响也不容忽视。
】7、热功耗:CPU的工作电压和电流的关系CPU电压很低只有1.25V--1.50V左右,而它的功耗在95W。
根据中学学过的知识P=U*I ,可想而知它的工作电流时很大的,再由Q(热量)=I2*R,电流那么大,所以它的发热才那么大,有电流在就会产生电磁干扰,而热量越高干扰越强,但是CPU里面的数据时靠电信号传播的,电磁干扰必然会对他遭成影响,导致信号失真,那么就要更强的电流来保证信号的稳定,而前面说过电流越大发热就越大,而热量越高干扰越强,又使得CPU加大电流来保证信号传输,如此恶性循环,导致热功耗要比实际功耗要高。
8、集线(GPU):无论是CPU还是GPU,都是由PN结组成的复杂公式,CPU是一个大公式库,一个大核心就是一个大公式库,能进行超大量的计算,只要软件支持,就可以计算,软件开放性强,当然二极管数量绝大多数用在寄存器。
GPU是许多个简单的CPU,现在由流处理器组成的GPU,每个流处理器都是一个简单的CPU,但是GPU的流处理器构造极其简单,只能进行特定的函数运算,主要是函数,根号,加减乘除,来进行3D的栅格化,毕竟术业有专攻。
CPU 可以比喻成一两个超大知识库组成的一个大头脑GPU可以比喻成好多个专业的技术工人组成的一个施工队。
9、集线内存控制器:内存控制器(Memory Controller)是计算机系统内部控制内存并且通过内存控制器使内存与CPU之间交换数据的重要组成部分。
内存控制器决定了计算机系统所能使用的最大内存容量、内存BANK数、内存类型和速度、内存颗粒数据深度和数据宽度等等重要参数,也就是说决定了计算机系统的内存性能,从而也对计算机系统的整体性能产生较大影响。