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CPU的概念與重要性能指標 CPU的英文全稱是Central Processing Unit,即中央處理器。CPU從雛形出現到發展壯大的今天,由於制造技術的越來越先進,其集成度越來越高,內部的晶體管數達到幾百萬個。雖然從最初的CPU發展到現在其晶體管數增加了幾十倍,但是CPU的內部結構仍然可分為控制單元,邏輯單元和存儲單元三大部分。CPU的性能大致上反映出了它所配置的那部微機的性能,因此CPU的性能指標十分重要。 CPU主要的性能指標有以下幾點: 第壹:主頻,也就是CPU的時鐘頻率,簡單地說也就是CPU的工作頻率。壹般說來,壹個時鐘周期完成的指令數是固定的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快了。不過由於各種CPU的內部結構也不盡相同,所以並不能完全用主頻來概括CPU的性能。至於外頻就是系統總線的工作頻率;而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。用公式表示就是:主頻=外頻×倍頻。(笨笨熊註:我們購買計算機主要看CPU的主頻) 第二:內存總線速度或者叫系統總路線速度,壹般等同於CPU的外頻。內存總線的速度對整個系統性能來說很重要,由於內存速度的發展滯後於CPU的發展速度,為了緩解內存帶來的瓶頸,所以出現了二級緩存,來協調兩者之間的差異,而內存總線速度就是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的工作頻率。 第三:工作電壓。工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU(386、486)由於工藝落後,它們的工作電壓壹般為5V(奔騰等是3.5V/3.3V/2.8V等),隨著CPU的制造工藝與主頻的提高,CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢,Intel最新出品的Coppermine已經采用1.6V的工作電壓了。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題。這對於筆記本電腦尤其重要。(笨笨熊註:新賽揚是1.5V) 第四:協處理器或者叫數學協處理器。在486以前的CPU裏面,是沒有內置協處理器的。由於協處理器主要的功能就是負責浮點運算,因此386、286、8088等等微機CPU的浮點運算性能都相當落後,自從486以後,CPU壹般都內置了協處理器,協處理器的功能也不再局限於增強浮點運算。現在CPU的浮點單元(協處理器)往往對多媒體指令進行了優化。比如Intel的MMX技術,MMX是“多媒體擴展指令集”的縮寫。MMX是Intel公司在1996年為增強Pentium CPU在音像、圖形和通信應用方面而采取的新技術。為CPU新增加57條MMX指令,把處理多媒體的能力提高了60%左右。(笨笨熊註:現在“銅礦”PⅢ還有MMX2技術,將來還會有三代、四代MMX技術,名稱可能不同,意思是壹樣的) 第五:流水線技術、超標量。流水線(pipeline)是 Intel首次在486芯片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成壹條指令處理流水線,然後將壹條X86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行,這樣就能實現在壹個CPU時鐘周期完成壹條指令,因此提高了CPU的運算速度。超流水線是指某型 CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上,例如Pentium pro的流水線就長達14步。將流水線設計的步(級)數越多,其完成壹條指令的速度越快,因此才能適應工作主頻更高的CPU。超標量是指在壹個時鐘周期內CPU可以執行壹條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想象的,只有Pentium級以上CPU才具有這種超標量結構;這是因為現代的CPU越來越多的采用了RISC技術,所以才會超標量的CPU。