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1、计算机硬件技术基础课程实验报告计算机硬件技术基础课程实验报告计算机硬件技术基础课程实验报告计算机硬件技术基础课程实验报告实验题目：CPUCPUCPUCPU 性能测试性能测试1 1、实验目的、实验目的了解 CPU 参数的含义，以及各个参数对 CPU 性能的影响2 2、实验环境、实验环境实验硬件环境(计算机的型号、基本配置)宏基 4741G华硕 K401E联想 Y560处理器型号Intel 酷睿 i3 370MInter Pentium T4400Intel 酷睿 i5 460M处理器主频2.4GHz2.2GHz2.53GHz内存容量2G1G4GB硬盘容量320G320G500G显卡芯片NVIDI
2、A Geforce GT 320MNVIDIA Geforce 310MATI Mobility Radeon操作系统Windows7Wiindows XPWindows7实验软件坏境（操作系统、测试软件等）CPU-Z，是一款检测 CPU 使用程度最高的一款软件，它可以提供一些关 於处理器的资讯，包含了制造厂及处理器名称，核心构造及封装技术， 内部、外部频率，最大超频速度侦测，也可以查出处理器相关可使用的 指令集。最新的 1.5.5 版加入了可侦测处理器的核心电压、L2 快取汇流 排频宽、 Windows NT/2000 环境下的双处理器模式侦测， 及记忆体时脉(如 CAS Latency,
3、RAS to CAS, RAS Precharge)。Everestultimate （原名 AIDA32） 一款强大测试软硬件系统信息的工具。 它可以详细的测试 PC 每一个方面的信息。支持 CPU、FPU 基准测试，提供 C PU Queen、CPU PhotoWorxx、CPU ZLib、CPU AES、FPU Julia、FPU Mande、 FPU SinJulia 基准测试模块，最新版支持三核心 AMD Phenom、六核心 Inte l Dunnington Xeon 处理器；SuperPiSuperPiSuperPiSuperPi cpucpucpucpu性能测试软件原理是计算
4、圆周率小数点的位数 SuperPiSuperPiSuperPiSuperPi 是 一个测试 CPU 性能的计算软件；它的工作原理是计算圆周率小数点的位数例如：SuperPiSuperPiSuperPiSuperPi 100 万位就是 CPU 计算到圆周率小数点后 100 万的意思，时 间越短表示 CPUCPUCPUCPU 的计算能力越强！FritzFritzFritzFritz ChessChessChessChess BenchmarkBenchmarkBenchmarkBenchmark 是一款国际象棋测试软件，是国际象棋软件 FrFrFrFr itzitzitzitz 自带的电脑棋力测试
5、程序，由于支持多线程，而且它做的是大量科学计 算，所有经常被用来测试电脑的科学运算能力。它通过穷举每一步策略来测 试处理器的运算能力,而且它还支持多线程运算，是目前个人计算机方面最 好的步法计算和预测软件。同时该软件还给出了一个基准参数，就是在 P3 1.0G 处理器下，其可以每秒运算 48 万步。3 3、实验内容、实验内容 在网上或其他图书资料中收集整理目前流行的 CPU 性能的测试方法和用 来描述性能的参数的含义。 分别用指定的测试软件对至少 3 种不同类型的 CPU 进行测试比较。 结合第三章讲过的有关提高 CPU 性能的先进技术，对的测试数据进行分 析，用测试数据进一步论证这些技术 C
6、PU 性能的影响。4 4、相关参数说明、相关参数说明CPUCPUCPUCPU QueenQueenQueenQueen 是用于测试 CPU 的分支预测能力以及预测错误时所造成的性能影响。CPUCPUCPUCPU PhotoWorxxPhotoWorxxPhotoWorxxPhotoWorxx是一种着重测试 CPU 整数运算能力的运算测试方式，利用模拟数码影像处理来进行 CPU 性能的评估。CPUCPUCPUCPU ZLibZLibZLibZLib是另一项针对 CPU 整数运算性能的测试， 此测试利用 Zlib 压缩函式库来计算 CPU在处理压缩档案时的能力。CPUCPUCPUCPU AESAE
7、SAESAES 是利用AES加密算法来进行CPU的运算能力的评估。AES 是目前最为流行的加密算法，是一种通用性加密标准。它可以用来加密单个的文件，数据库，文档文件，甚至是整个驱动器和移动硬盘、闪盘。AES 加密是基于替代置换网络算法，整个加密过程会经历多次循环，处理过程复杂，因此, AES 的运算能力也是评价 CPU 性能的重要指标。Intel从酷睿 i3开始在部分型号的 CPU 中增加了专门的 AES 扩展指令。FPUFPUFPUFPU JuliaJuliaJuliaJulia是利用朱利亚碎形几何运算来评估 CPU 单精度（32bit）浮点运算能力的一项测试。FPUFPUFPUFPU Ma
8、ndelMandelMandelMandel利用了“Mandelbrot”碎形几何运算，用以评估 CPU 的倍精度（64bit）运算能力。FPUFPUFPUFPU SinJuliaSinJuliaSinJuliaSinJulia是利用修改过的朱利亚碎形运算来评估CPU的延伸精度（80bit）浮点运算能力的一项测试。5 5、方案设计、方案设计 测试 CPU 的基本参数。内容包括：基本信息测试（包括有处理器的名称、厂商、时钟频率、核 心电压、CPU 所支持的多媒体指令集，CPU 的 L1、L2 的资料）、等。(建议选 用测试软件 CPU-Z)。 CPU 性能测试利用 everestultimate
9、 测试 CPU Queen、CPU PhotoWorxx、CPU ZLib、C PU AES、FPU Julia、FPU Mande、FPU SinJulia 的得分。 实际计算能力测试在前两步测试中我们可以获得被测 CPU 的具体理论参数，为了了解 CPU 的实际计算能力，建议采用 SuperPi 和 FritzFritz ChessChess BenchmarkBenchmark 两个实际应 用软件进一步测试 CPU 的性能表现。6、测试数据测试数据CPUCPUCPUCPU 的基本参数的基本参数CPU 型号DualCore Intel Core i3 370MInter Pentium T
10、4400Inter Core i5 450M核心数目222插槽Socket 1156 LGASocket P (478)Socket 1156 LGA工艺32nm45nm32nm核心电压0.975V指令集MMX,SSE(1,2,3,3S,4.1,4.2),EM64T,VT-xMMX,SSE(1,2,3,3S),EM64TMMX,SSE(1,2,3,3S,4.1,4.2),EM64T,VT-x核心速度1197.2Hz1200.0MHz2660.6MHz倍频X9.0X6.0X20.0总线速度133.0MHz200.0MHz133.0MHzQP 频率2394.4MHz800.0MHz2394.5MH
11、z一级缓存数据 232Kbytes(8-way)指令 232Kbytes(4-way)数据 2x32Kbytes(8-way)指令 2x32Kbytes(8-way)数据 2x32Kbytes（8-way）指令2x32Kbytes (4-way)二级缓存2x256Kbytes(8-way)1024Kbytes(4-way)2x256Kbytes(8-way)三级缓存3Mbytes(12-way)3Mbytes(12-way)核心数222线程数424.CPUCPUCPUCPU 性能测试值性能测试值CPU型号DualCore Inter Core i3 370MInter Pentium T440
12、0Inter Core i5 450M CPU Queen15138917116944 CPU PhotoWorxx10702534012518CPU ZLib40139 KB/秒27357 KB/秒44691/KB 秒 CPU AES9509801510567 FPU Julia517128845512 FPU Mande286120153028 FPU SinJulia222610682482 SuperPi 1M 位18.950S20.693S17.890S Fritz Chess Benchmark4259 千步/秒2607 千步/秒4765 千步/秒7 7、结果分析、结果分析通过对比
13、三种 CPU 性能测试值的不同，结合其 CPU 性能测试值的差异，从多 个角度（主频、核心、CACHE 等等）分析影响 CPU 性能的因素。写出分析结 果。实验结果分析：实验结果分析：通过实验可以得到简单的结论，CPU 的主频直接影响到了 CPU 的性能，主频越高，性能越好，运算速度越快，通过SuperPi 1M 位、FritzChess Benchmark两个实验就可以看出；不过由于各种 CPU 的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括 CPU 的性能。 内存总线速度或者叫系统总路线速度，一般等同于 CPU 的外频。其次，L1 高速缓存和 L2 高速缓存也影响到了 CPU的工作性能。
14、L1 高速缓存，也就是我们经常说的一级高速缓存。在 CPU 里面内置了高速缓存可以提高 CPU的运行效率。内置的 L1 高速缓存的容量和结构对 CPU的性能影响较大。L2高速缓存，指 CPU 外部的高速缓存。Pentium Pro 处理器的 L2和 CPU运行在相同频率下的，但成本昂贵，所以 Pentium II 运行在相当于 CPU频率一半下的，容量为 512K。接着，内存总线的速度（CPU 与二级(L2)高速缓存和内存之间的工作频率）对整个系统性能来说很重要。除此之外，CPU 的工作电压、协处理器或者叫数学协处理器以及制造工艺都影响着 CPU 的性能。通过实验，加深了对 CPU 性能的了解，更好的掌握了所学知识，同时还学会运用合适的软件去测试 CPU的性能指标，受益匪浅。
