第6题:
2、CPU的主要性能指标有哪些?
CPU的性能大致上反映出了它所配置的那部微机的性能,因此CPU的性能指标十分重要,CPU性能主要取决于其主频和工作效率。主频也就是CPU的时钟频率,简单地说也就是CPU的工作频率。一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越高,CPU的速度也就越快了。至于外频就是系统总线的工作频率;而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数,用公式表示就是:主频=外频×倍频;总线速度,一般等同于CPU的外频。内存总线的速度对整个系统性能来说很重要,由于内存速度的发展滞后于CPU的发展速度,为了缓解内存带来的瓶颈,所以出现了二级缓存,来协调两者之间的差异,而内存总线速度就是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的工作频率;工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压;在486以前的CPU里面,是没有内置协处理器的。由于协处理器主要的功能就是负责浮点运算,因此386、286、8088等等微机CPU的浮点运算性能都相当落后,自从486以后,CPU一般都内置了协处理器,协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算。现在CPU的浮点单元(协处理器)往往对多媒体指令进行了优化;流水线的工作方式就像工业生产上的装配流水线。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高了CPU的运算速度;可以同时执行多重线程,就能够让CPU发挥更大效率,那就是超线程(Hyper-Threading)技术,超线程技术减少了系统资源的浪费,可以把一颗CPU模拟成两颗CPU使用,在同时间内更有效地利用资源来提高性能;制程越小发热量越小,这样就可以集成更多的晶体管,CPU效率也就更高;L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存内置的L1高速缓存,的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大;L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好;L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。