CPU主要性能指標(biāo)詳解
2020-07-16 13:15:55
供稿：網(wǎng)友
CPU主要的性能指標(biāo)：
第一、主頻，倍頻，外頻。經(jīng)常聽別人說：“這個(gè)CPU的頻率是多少多少。。。。”其實(shí)這個(gè)泛指的頻率是指CPU的主頻，主頻也就是CPU的時(shí)鐘頻率，英文全稱：CPU Clock Speed，簡(jiǎn)單地說也就是CPU運(yùn)算時(shí)的工作頻率。一般說來，主頻越高，一個(gè)時(shí)鐘周期里面完成的指令數(shù)也越多，當(dāng)然CPU的速度也就越快了。不過由于各種各樣的CPU它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不盡相同，所以并非所有的時(shí)鐘頻率相同的CPU的性能都一樣。至于外頻就是系統(tǒng)總線的工作頻率；而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數(shù)。三者是有十分密切的關(guān)系的：主頻=外頻x倍頻。
第二：內(nèi)存總線速度，英文全稱是Memory-Bus Speed。CPU處理的數(shù)據(jù)是從哪里來的呢？學(xué)過一點(diǎn)計(jì)算機(jī)基本原理的朋友們都會(huì)清楚，是從主存儲(chǔ)器那里來的，而主存儲(chǔ)器指的就是我們平常所說的內(nèi)存了。一般我們放在外存（磁盤或者各種存儲(chǔ)介質(zhì)）上面的資料都要通過內(nèi)存，再進(jìn)入CPU進(jìn)行處理的。所以與內(nèi)存之間的通道棗內(nèi)存總線的速度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能就顯得很重要了，由于內(nèi)存和CPU之間的運(yùn)行速度或多或少會(huì)有差異，因此便出現(xiàn)了二級(jí)緩存，來協(xié)調(diào)兩者之間的差異，而內(nèi)存總線速度就是指CPU與二級(jí)(L2)高速緩存和內(nèi)存之間的通信速度。
第三、擴(kuò)展總線速度，英文全稱是Expansion-Bus Speed。擴(kuò)展總線指的就是指安裝在微機(jī)系統(tǒng)上的局部總線如VESA或PCI總線，我們打開電腦的時(shí)候會(huì)看見一些插槽般的東西，這些就是擴(kuò)展槽，而擴(kuò)展總線就是CPU聯(lián)系這些外部設(shè)備的橋梁。
第四：工作電壓，英文全稱是：Supply Voltage。任何電器在工作的時(shí)候都需要電，自然也會(huì)有額定的電壓，CPU當(dāng)然也不例外了，工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU（286棗486時(shí)代）的工作電壓一般為5V，那是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的制造工藝相對(duì)落后，以致于CPU的發(fā)熱量太大，弄得壽命減短。隨著CPU的制造工藝與主頻的提高，近年來各種CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢(shì)，以解決發(fā)熱過高的問題。
第五：地址總線寬度。地址總線寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間，簡(jiǎn)單地說就是CPU到底能夠使用多大容量的內(nèi)存。16位的微機(jī)我們就不用說了，但是對(duì)于386以上的微機(jī)系統(tǒng)，地址線的寬度為32位，最多可以直接訪問4096 MB（4GB）的物理空間。而今天能夠用上1GB內(nèi)存的人還沒有多少個(gè)呢（服務(wù)器除外）。
第六：數(shù)據(jù)總線寬度。數(shù)據(jù)總線負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量的大小，而數(shù)據(jù)總線寬度則決定了CPU與二級(jí)高速緩存、內(nèi)存以及輸入/輸出設(shè)備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘俊?br />
第七：協(xié)處理器。在486以前的CPU里面，是沒有內(nèi)置協(xié)處理器的。由于協(xié)處理器主要的功能就是負(fù)責(zé)浮點(diǎn)運(yùn)算，因此386、286、8088等等微機(jī)CPU的浮點(diǎn)運(yùn)算性能都相當(dāng)落后，相信接觸過386的朋友都知道主板上可以另外加一個(gè)外置協(xié)處理器，其目的就是為了增強(qiáng)浮點(diǎn)運(yùn)算的功能。自從486以后，CPU一般都內(nèi)置了協(xié)處理器，協(xié)處理器的功能也不再局限于增強(qiáng)浮點(diǎn)運(yùn)算，含有內(nèi)置協(xié)處理器的CPU，可以加快特定類型的數(shù)值計(jì)算，某些需要進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算的軟件系統(tǒng)，如高版本的AUTO CAD就需要協(xié)處理器支持。
第八：超標(biāo)量。超標(biāo)量是指在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)CPU可以執(zhí)行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想象的，只有Pentium級(jí)以上CPU才具有這種超標(biāo)量結(jié)構(gòu)；486以下的CPU屬于低標(biāo)量結(jié)構(gòu)，即在這類CPU內(nèi)執(zhí)行一條指令至少需要一個(gè)或一個(gè)以上的時(shí)鐘周期。
第九：L1高速緩存，也就是我們經(jīng)常說的一級(jí)高速緩存。在CPU里面內(nèi)置了高速緩存可以提高CPU的運(yùn)行效率，這也正是486DLC比386DX-40快的原因。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對(duì)CPU的性能影響較大，容量越大，性能也相對(duì)會(huì)提高不少，所以這也正是一些公司力爭(zhēng)加大L1級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器容量的原因。不過高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級(jí)高速緩存的容量不可能做得太大。//本文來自武林網(wǎng)www.conghuacea.com
第十：采用回寫(Write Back)結(jié)構(gòu)的高速緩存。它對(duì)讀和寫操作均有效，速度較快。而采用寫通(Write-through)結(jié)構(gòu)的高速緩存，僅對(duì)讀操作有效.
第十一：動(dòng)態(tài)處理。動(dòng)態(tài)處理是應(yīng)用在高能奔騰處理器中的新技術(shù)，創(chuàng)造性地把三項(xiàng)專為提高處理器對(duì)數(shù)據(jù)的操作效率而設(shè)計(jì)的技術(shù)融合在一起。這三項(xiàng)技術(shù)是多路分流預(yù)測(cè)、數(shù)據(jù)流量分析和猜測(cè)執(zhí)行。動(dòng)態(tài)處理并不是簡(jiǎn)單執(zhí)行一串指令，而是通過操作數(shù)據(jù)來提高處理器的工作效率。
動(dòng)態(tài)處理包括了棗1、多路分流預(yù)測(cè)：通過幾個(gè)分支對(duì)程序流向進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用多路分流預(yù)測(cè)算法后，處理器便可參與指令流向的跳轉(zhuǎn)。它預(yù)測(cè)下一條指令在內(nèi)存中位置的精確度可以達(dá)到驚人的90%以上。這是因?yàn)樘幚砥髟谌≈噶顣r(shí),還會(huì)在程序中尋找未來要執(zhí)行的指令。這個(gè)技術(shù)可加速向處理器傳送任務(wù)。2、數(shù)據(jù)流量分析：拋開原程序的順序，分析并重排指令，優(yōu)化執(zhí)行順序：處理器讀取經(jīng)過解碼的軟件指令，判斷該指令能否處理或是否需與其它指令一道處理。然后，處理器再?zèng)Q定如何優(yōu)化執(zhí)行順序以便高效地處理和執(zhí)行指令。3、猜測(cè)執(zhí)行：通過提前判讀并執(zhí)行有可能需要的程序指令的方式提高執(zhí)行速度：當(dāng)處理器執(zhí)行指令時(shí)(每次五條)，采用的是“猜測(cè)執(zhí)行”的方法。這樣可使奔騰II處理器超級(jí)處理能力得到充分的發(fā)揮，從而提升軟件性能。被處理的軟件指令是建立在猜測(cè)分支基礎(chǔ)之上，因此結(jié)果也就作為“預(yù)測(cè)結(jié)果”保留起來。一旦其最終狀態(tài)能被確定，指令便可返回到其正常順序并保持永久的機(jī)器狀態(tài)。
