CPU各种参数小结

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1、CPU 各种参数小结1.主频 主频也叫时钟频率，单位是 MHz，用来表示 CPU 的运算速度。CPU 的主频外频 倍频系数。很多人认为主频就决定着 CPU 的运行速度，这不仅是个片面的，而且对于服务 器来讲，这个认识也出现了偏差。至今，没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算 速度两者之间的数值关系，即使是两大处理器厂家 Intel 和 AMD，在这点上也存在着很大 的争议，我们从 Intel 的产品的发展趋势，可以看出 Intel 很注重加强自身主频的发展。像 其他的处理器厂家，有人曾经拿过一快 1G 的全美达来做比较，它的运行效率相当于 2G 的 Intel 处理器。 所以，CPU 的主

2、频与 CPU 实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在 CPU 内数 字脉冲信号震荡的速度。在 Intel 的处理器产品中，我们也可以看到这样的例子：1 GHz Itanium 芯片能够表现得差不多跟 2.66 GHz Xeon/Opteron 一样快，或是 1.5 GHz Itanium 2 大约跟 4 GHz Xeon/Opteron 一样快。CPU 的运算速度还要看 CPU 的流水线的各方面的性 能指标。 当然，主频和实际的运算速度是有关的，只能说主频仅仅是 CPU 性能表现的一个方面， 而不代表 CPU 的整体性能。 2.外频 http:/ CPU 的基准频率，单位也是 MHz。CP

3、U 的外频决定着整块主板的运行速度。 说白了，在台式机中，我们所说的超频，都是超 CPU 的外频（当然一般情况下，CPU 的 倍频都是被锁住的）相信这点是很好理解的。但对于服务器 CPU 来讲，超频是绝对不允许 的。前面说到 CPU 决定着主板的运行速度，两者是同步运行的，如果把服务器 CPU 超频 了，改变了外频，会产生异步运行， （台式机很多主板都支持异步运行）这样会造成整个服 务器系统的不稳定。 目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式 下，可以理解为 CPU 的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端 总线(FSB)频率很容易被混为一

4、谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。 3.前端总线(FSB)频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响 CPU 与内存直接数据交换速度。有一条 公式可以计算，即数据带宽(总线频率数据带宽)/8，数据传输最大带宽取决于所有同时 传输的数据的宽度和传输频率。比方，现在的支持 64 位的至强 Nocona，前端总线是 800MHz，按照公式，它的数据传输最大带宽是 6.4GB/秒。 http:/ d8e97cb874f7e62bede1b7bc07cd8afcd2775da919139eb11694dacfe6f440450b193904f4c3a6acf6f b96522980ae

5、e873ccea2a343635a6713d91efdeb66e547外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是 CPU 与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz 外频特指数字脉冲信号在每秒钟震 荡一千万次；而 100MHz 前端总线指的是每秒钟 CPU 可接受的数据传输量是100MHz64bit8Byte/bit=800MB/s。 http:/ 生了变化。之前我们知道 IA-32 架构必须有三大重要的构件：内存控制器 Hub (MCH) ,I/O 控制器 Hub 和 PCI Hub，像 Intel 很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7

6、505 芯片组，为双至强 处理器量身定做的，它们所包含的 MCH 为 CPU 提供了频率为 533MHz 的前端总线，配合 DDR 内存，前端总线带宽可达到 4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带 来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题，而且更有效地提高了总线带宽， 比方 AMD Opteron 处理器，灵活的 HyperTransport I/O 总线体系结构让它整合了内存控制 器，使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话，前端总线 (FSB)频率在 AMD Opteron 处理器就不知道从何谈起了。 4、CPU 的位和字长

7、 位：在数字电路和电脑技术中采用二进制，代码只有“0”和“1” ，其中无论是 “0” 或是“1”在 CPU 中都是 一“位” 。 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。字节和字长的区别：由于常用的英文字符用 8 位二进制就可以表示，所以通常就将 8 位称为一个字节。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。8 位的 CPU 一次只能处理一个字节，而 32 位的 CPU 一 次就能

8、处理 4 个字节，同理字长为 64 位的 CPU 一次可以处理 8 个字节。 5.倍频系数 倍频系数是指 CPU 主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高 CPU 的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的 CPU 本身意义并不大。 这是因为 CPU 与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的 CPU 就会出现明显的“瓶颈”效应CPU 从系统中得到数据的极限速度不能够满足 CPU 运算 的速度。一般除了工程样版的 Intel 的 CPU 都是锁了倍频的，而 AMD 之前都没有锁2007-11-20 16:18:57 回复此发言 2 回复:这 18 条背

9、下来，没人敢和你忽悠 CPU 灿烂如夏花 6.缓存 缓存大小也是 CPU 的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对 CPU 速度的影响非常 大，CPU 内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存 和硬盘。实际工作时，CPU 往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大 幅度提升 CPU 内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性 能。但是由于 CPU 芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。 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

10、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。 一般服务器 CPU 的 L1 缓存的容量通常在 32256KB。 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，现在家庭用 CPU 容量最大的是 512KB，而服务 器和工作站上用 CPU 的 L2 高速缓存更高达 256-1MB，有的高达 2MB 或者 3MB。 L3 Cache(三级缓存)，分为

11、两种，早期的是外置，现在的都是内置的。而它的实际作 用即是，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。 降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加 L3 缓存 在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大 L3 缓存的配置利用物理内存会更有效，故 它比较慢的磁盘 I/O 子系统可以处理更多的数据请求。具有较大 L3 缓存的处理器提供更有 效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。 其实最早的 L3 缓存被应用在 AMD 发布的 K6-III 处理器上，当时的 L3 缓存受限于制 造工艺，并没有被集成进芯片内部，而是集成在主板上。在

12、只能够和系统总线频率同步的 L3 缓存同主内存其实差不了多少。后来使用 L3 缓存的是英特尔为服务器市场所推出的 Itanium 处理器。接着就是 P4EE 和至强 MP。Intel 还打算推出一款 9MB L3 缓存的 Itanium2 处理器，和以后 24MB L3 缓存的双核心 Itanium2 处理器。 但基本上 L3 缓存对处理器的性能提高显得不是很重要，比方配备 1MB L3 缓存的 Xeon MP 处理器却仍然不是 Opteron 的对手，由此可见前端总线的增加，要比缓存增加带 来更有效的性能提升。 7.CPU 扩展指令集 CPU 依靠指令来计算和控制系统，每款 CPU 在设计时

13、就规定了一系列与其硬件电路 相配合的指令系统。指令的强弱也是 CPU 的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有 效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分， 而从具体运用看，如 Intel 的 MMX（Multi Media Extended） 、SSE、 SSE2（Streaming- Single instruction multiple data-Extensions 2） 、SEE3 和 AMD 的 3DNow!等都是 CPU 的扩展 指令集，分别增强了 CPU 的多媒体、图形图象和 Internet 等的处理能力。我们通常会把 CPU 的扩展指令

14、集称为“CPU 的指令集“。SSE3 指令集也是目前规模最小的指令集，此前 MMX 包含有 57 条命令，SSE 包含有 50 条命令，SSE2 包含有 144 条命令，SSE3 包含有 13 条命令。目前 SSE3 也是最先进的指令集，英特尔 Prescott 处理器已经支持 SSE3 指令集， AMD 会在未来双核心处理器当中加入对 SSE3 指令集的支持，全美达的处理器也将支持这 一指令集。 8.CPU 内核和 I/O 工作电压 从 586CPU 开始，CPU 的工作电压分为内核电压和 I/O 电压两种，通常 CPU 的核心电 压小于等于 I/O 电压。其中内核电压的大小是根据 CPU

15、的生产工艺而定，一般制作工艺越 小，内核工作电压越低；I/O 电压一般都在 1.65V。低电压能解决耗电过大和发热过高的 问题。 9.制造工艺 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。现在主要的 180nm、130nm、90nm。最近官方已经表示有 65nm的制造工艺了。 10.指令集 （1）CISC 指令集 CISC 指令集，也称为复杂指令集，英文名是 CISC， （Complex Instruction Set Computer 的缩写） 。在 CISC 微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个 操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高， 执行速度慢。其实它是英特尔生产的 x86 系列（也就是 IA-32 架构）CPU 及其兼容 CPU， 如 AMD、VIA 的。即使是现在新起的 X86-64（也被成 AMD64）都是属于 CISC 的范畴。 要知道什么是指令集还要从当今的 X86 架构的 CPU 说起。X86 指令集是 Intel 为其第 一块 16 位 CPU(i8086)专门开发的，IBM1981 年推出的世界第一台 PC 机中的 CPU i8088(i8