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熟知CPU十八條技術(shù)指標(biāo) 沒人再敢給你忽悠CPU

作者:佚名    文章來源:不詳    點擊數(shù):    更新時間:2011/6/16
    核心提示:當(dāng)你讀完了這篇文章之后,小編相信沒人在忽悠得了你了!首先談到是第一個便是主頻也叫時鐘頻率,單位是MHz,用來表示CPU的運算速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。很多人認(rèn)為主頻就決定著CPU

      當(dāng)你讀完了這篇文章之后,小編相信沒人在忽悠得了你了!
   首先談到是第一個便是主頻也叫時鐘頻率,單位是MHz,用來表示CPU的運算速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。很多人認(rèn)為主頻就決定著CPU的運行速度,這不僅是個片面的,而且對于服務(wù)器來講,這個認(rèn)識也出現(xiàn)了偏差。至今,沒有一條確定的公式能夠?qū)崿F(xiàn)主頻和實際的運算速度兩者之間的數(shù)值關(guān)系,即使是兩大處理器廠家Intel和AMD,在這點上也存在著很大的爭議,我們從Intel的產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,可以看出Intel很注重加強(qiáng)自身主頻的發(fā)展。像其他的處理器廠家,有人曾經(jīng)拿過一快1G的全美達(dá)來做比較,它的運行效率相當(dāng)于2G的Intel處理器。
  
  所以,CPU的主頻與CPU實際的運算能力是沒有直接關(guān)系的,主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。在Intel的處理器產(chǎn)品中,我們也可以看到這樣的例子:1 GHz Itanium芯片能夠表現(xiàn)得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一樣快,或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)。

  當(dāng)然,主頻和實際的運算速度是有關(guān)的,只能說主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面,而不代表CPU的整體性能。
  
  第二個是外頻;外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率,單位也是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。說白了,在臺式機(jī)中,我們所說的超頻,都是超CPU的外頻(當(dāng)然一般情況下,CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點是很好理解的。但對于服務(wù)器CPU來講,超頻是絕對不允許的。前面說到CPU決定著主板的運行速度,兩者是同步運行的,如果把服務(wù)器CPU超頻了,改變了外頻,會產(chǎn)生異步運行,(臺式機(jī)很多主板都支持異步運行)這樣會造成整個服務(wù)器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
  
  目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運行的速度,在這種方式下,可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi)存相連通,實現(xiàn)兩者間的同步運行狀態(tài)。外頻與前端總線(FSB)頻率很容易被混為一談,下面的前端總線介紹我們談?wù)剝烧叩膮^(qū)別。
  
  第三前端總線(FSB)頻率,前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。有一條公式可以計算,即數(shù)據(jù)帶寬=(總線頻率×數(shù)據(jù)帶寬)/8,數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率。比方,現(xiàn)在的支持64位的至強(qiáng)Nocona,前端總線是800MHz,按照公式,它的數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。
  
  外頻與前端總線(FSB)頻率的區(qū)別:前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋忸l是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說,100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次;而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。
  
  其實現(xiàn)在“HyperTransport”構(gòu)架的出現(xiàn),讓這種實際意義上的前端總線(FSB)頻率發(fā)生了變化。之前我們知道IA-32架構(gòu)必須有三大重要的構(gòu)件:內(nèi)存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片組 Intel 7501、Intel7505芯片組,為雙至強(qiáng)處理器量身定做的,它們所包含的MCH為CPU提供了頻率為533MHz的前端總線,配合DDR內(nèi)存,前端總線帶寬可達(dá)到4.3GB/秒。但隨著處理器性能不斷提高同時給系統(tǒng)架構(gòu)帶來了很多問題。而“HyperTransport”構(gòu)架不但解決了問題,而且更有效地提高了總線帶寬,比方AMD Opteron處理器,靈活的HyperTransport I/O總線體系結(jié)構(gòu)讓它整合了內(nèi)存控制器,使處理器不通過系統(tǒng)總線傳給芯片組而直接和內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。這樣的話,前端總線(FSB)頻率在AMD Opteron處理器就不知道從何談起了。
  
  第四CPU的位和字長,位:在數(shù)字電路和電腦技術(shù)中采用二進(jìn)制,代碼只有“0”和“1”,其中無論是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。 字長:電腦技術(shù)中對CPU在單位時間內(nèi)(同一時間)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)叫字長。所以能處理字長為8位數(shù)據(jù)的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在單位時間內(nèi)處理字長為32位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。字節(jié)和字長的區(qū)別:由于常用的英文字符用8位二進(jìn)制就可以表示,所以通常就將8位稱為一個字節(jié)。字長的長度是不固定的,對于不同的CPU、字長的長度也不一樣。8位的CPU一次只能處理一個字節(jié),而32位的CPU一次就能處理4個字節(jié),同理字長為64位的CPU一次可以處理8個字節(jié)。
  
  第五倍頻系數(shù),倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關(guān)系。在相同的外頻下,倍頻越高CPU的頻率也越高。但實際上,在相同外頻的前提下,高倍頻的CPU本身意義并不大。這是因為CPU與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸速度是有限的,一味追求高倍頻而得到高主頻的CPU就會出現(xiàn)明顯的“瓶頸”效應(yīng)—CPU從系統(tǒng)中得到數(shù)據(jù)的極限速度不能夠滿足CPU運算的速度。一般除了工程樣版的Intel的CPU都是鎖了倍頻的,而AMD之前都沒有鎖。

    第六緩存 ,緩存大小也是CPU的重要指標(biāo)之一,而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對CPU速度的影響非常大,CPU內(nèi)緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤。實際工作時,CPU往往需要重復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率,而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋找,以此提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。
  
  L1 Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般服務(wù)器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。
  L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內(nèi)部和外部兩種芯片。內(nèi)部的芯片二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現(xiàn)在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達(dá)256-1MB,有的高達(dá)2MB或者3MB。
  
  L3 Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現(xiàn)在的都是內(nèi)置的。而它的實際作用即是,L3緩存的應(yīng)用可以進(jìn)一步降低內(nèi)存延遲,同時提升大數(shù)據(jù)量計算時處理器的性能。降低內(nèi)存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計算能力對游戲都很有幫助。而在服務(wù)器領(lǐng)域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內(nèi)存會更有效,故它比較慢的磁盤I/O子系統(tǒng)可以處理更多的數(shù)據(jù)請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統(tǒng)緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。

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