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cpu的性能可以大致反映計算機的性能,充分了解cpu的參數(shù)有助于更清楚地了解cpu的具體性能。
1.多核和超線程
多核指的是芯片多處理器(cmp)。多核處理器是指在一個處理器中集成兩個或兩個以上完整的計算核心,從而在提高計算機性能的前提下降低芯片的能耗。
當在一個多核處理器上同時運行并行多線程程序或多個單線程程序時,操作系統(tǒng)會將多個程序的指令分別發(fā)送到多個核,從而大大加快多個程序同時完成的速度。比如cpu有單核、雙核、三核、四核、六核甚至八核。比如amd athlonii x4640是四核cpu,amd fx 8150是八核cpu。
超線程(smt)是一種處理器技術,它通過使用特殊的硬件指令將多線程處理器中的兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片,這樣單個處理器就可以 享受 線程級并行計算。
多線程技術可以有效地增強處理器在支持多線程的操作系統(tǒng)和軟件上進行多任務和多線程處理的處理能力。
對于單線程芯片來說,每秒只能處理一條指令(單線程),卻讓處理器中的其他處理單元處于空閑狀態(tài)。
超線程技術技術使處理器能夠在某個時間并行處理更多的指令和數(shù)據(jù)(多線程)。超線程是一種可以充分調動cpu內部暫時閑置的處理資源,從而大大提高cpu效率的技術。
2.字長(64位)
指令在計算機中直接用二進制代碼表示。指令是由0和1組成的一系列代碼,有一定的位數(shù),分為若干段,每段代碼代表不同的含義。例如,計算機的字長是16位,即16個二進制數(shù)組成一條指令或其他數(shù)據(jù)信息。十六個零和一可以形成各種排列組合,通過線路可以變成電信號,讓計算機進行各種運算。
能夠處理字長為8位的數(shù)據(jù)的cpu通常稱為8位cpui,即一個字節(jié)。一個32位的cpu在單位時間內可以處理字長為32位的二進制數(shù)據(jù),也就是4個人可以寫其他的書,一個64位的長頭cpu一次可以處理8個字節(jié)。
3.電源頻率
cpu時鐘速度,也叫時鐘頻率,表示cpu內部數(shù)字脈沖信號的振蕩速度,通俗的理解就是cpu運行時的工作頻率。因此,主頻越高,cpu在一個時鐘周期內可以完成的指令越多,其運行速度越快。
cpu的主頻與cpu的外頻和倍頻有關,其計算公式為主頻=外頻×倍頻。
4.外部頻率
外頻是cpu與主板同步運行的速度,而在目前大多數(shù)電腦中,外頻也是其他設備與主板同步運行的速度。所以外接頻率越快,電腦整體運行速度越快,性能越好。
早期cpu的外部頻率多為100mhz、133mhz、200mhz。隨著cpu速度的發(fā)展,部分intel四核cpu的外接頻率已經達到400mhz。
5.倍頻
倍頻是cpu時鐘頻率和外部頻率之間的倍數(shù)。通過之前介紹的主頻計算公式,我們可以知道,在外部頻率相同的情況下,倍頻越高,cpu主頻越高。
但是,需要指出的是,在外部頻率相同的情況下;高倍頻cpu本身意義不大。因為盲目追求高倍頻得到的高主頻的cpu往往具有相對較低的外頻,使得電腦具有明顯的 瓶頸效應
6.前端總線頻率
fsb(前端總線)是cpu和內存交換數(shù)據(jù)時的工作總線。所以前端總線頻率實際上代表的是數(shù)據(jù)傳輸速率,也就是數(shù)據(jù)帶寬(也稱傳輸帶寬)。
在實際應用中,數(shù)據(jù)傳輸帶寬取決于同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)寬度和總線頻率,其計算公式如下::。
數(shù)據(jù)帶寬=(fsb×數(shù)據(jù)寬度)÷8
例如,當cpu的fsb為400mhz,數(shù)據(jù)寬度為64b時,cpu每秒可以接收的數(shù)據(jù)傳輸量如下::。
400 mhz×64b÷8b/b = 3.2 gb/秒
7.隱藏物
在cpu制造之初,就發(fā)現(xiàn)cpu本身在從內存讀取數(shù)據(jù)和嘆息指令時會有短暫的空閑期。為了減少cpu的空閑時間,廠商在cpu和內存之間放了一個叫做緩存的存儲區(qū)域。
緩存的作用是臨時存儲數(shù)據(jù)和指令,從而減少cpu對內存和硬盤的訪問次數(shù),進而提高cpu的運行效率。這就是緩存的由來。
目前,有三種類型的cpu緩存:l1緩存、l2緩存和l3緩存。
一級緩存(l1緩存)
l1緩存是cpu的第一層緩存,分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內置l1緩存的容量和結構對cpu的性能有很大的影響。但是,高速緩沖存儲器都是由靜態(tài)ram構成的,結構復雜。當cpu芯片面積不能太大時,ll級緩存的容量是不可能的。把它做得太大。一般來說,l1緩存的容量通常為32~256kb。
l2高速緩存(l2高速緩存)
l2緩存是cpu的第一層,違反了密封。右八中的芯片二級緩存與主頻同速運行,而一秒右口e的外接i9緩存容量較小,也會影響cpu的性能。原則是物品越大越好。n上的扣款可以達到2mb,而高性能cpu的l2緩存更高,可以達到8mb以上。
三級高速緩存(三級高速緩存)
三級緩存是目前新cpu獨有的緩存類型,邏輯位置介于l2緩存和內存之間,容量大于l2緩存。l3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,提高處理器在計算大量數(shù)據(jù)時的性能。降低內存延遲,提高大數(shù)據(jù)的計算能力,對游戲很有幫助。
8.建筑與包裝形式
cpu架構是cpu廠商對屬于同一系列的cpu產品給出的規(guī)范,主要目的是區(qū)分不同類型的cpu。cpu架構是根據(jù)cpu支持的指令集、封裝形式、核心電壓、安裝插座類型、規(guī)格來確定的。
英特爾系列cpu
英特爾系列cpu產品的通用架構是socket 4 ?coclrat 470colot 775。iga1156、lga1155、lga1366等。
amd系列cpu
amd cpu產品常見的架構有socket a、socket 754、socket 939、socket 940、socket am3、socket fm1等。
比如四核八線程cpu英特爾酷睿i72600k,采用sandy bridge架構,lga1155模式封裝,需要安裝在lga1155插槽的主板上。再比如amd phenom ii x61055t,六核cpu,帶socket am3接口,也需要socket am3 socket的主板配合使用。
9.制造工藝
制造工藝的微米是指集成電路中電路之間的距離。制造技術的趨勢是向更高密度發(fā)展。ic電路設計密度越高,意味著同樣尺寸和面積的ic可以有更高的密度和更復雜的電路設計,可以有更低的工作電壓和更低的加熱功耗。
目前cpu的制造工藝主要有180nm(納米)、130nm、90nm、65nm、45 nm、32 nm等。例如,最新的酷睿i7 cpu已經采用22納米3d工藝制造。
10.指令集和擴展指令集
指令集是計算機系統(tǒng)中用于計算和控制的cpu。說明書的集合。每種類型的cpu都設計有一系列與其硬件路線相匹配的指令系統(tǒng)。高級指令集關系到cpu的性能,也是cpu性能的重要標志。
擴展指令集是指在x86指令集的基礎上增加的多媒體或3d處理指令,以提高cpu 處理多媒體和3d圖形的能力。指令的強弱也是cpu的重要指標,指令集是提高微處理器效率最有效的工具之一。
從目前的主流架構來看,指令集可以分為兩部分:復雜指令集和簡化指令集。從具體的應用來看,如intel mmx see3,amd s 3dnow等。都是cpu的擴展指令集,分別增強了cpu 多媒體、圖形圖像和互聯(lián)網。
其中,mmx包含57個命令,sse包含50個命令,sse2包含144個命令,sse3包含13個命令。
目前sse4指令集也是最先進的指令集。英特爾酷睿系列處理器已經支持sse4指令集。amd在雙核處理器中加入了對sse4指令集的支持,全美達處理器也將支持該指令集。
11.多線程和虛擬化技術
超線程技術是利用特殊的硬件指令將兩個邏輯核模擬成兩個物理芯片,使單個處理器可以使用線程級并行計算,然后兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件,減少cpu的空閑時間,提高cpu的運行效率。
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