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服务器cpu性能指标

发布时间:2020-10-22 23:51:42

1、linux服务器cpu性能参数如何看

processor : 44 (44个线程)
vendor_id : AuthenticAMD (amd 这个不用多说吧)
cpu family : 21 (cpu 家族)
model : 1 (运行模式 1 )
model name : AMD Opteron(TM) Processor 6234 (模式名称)
stepping : 2 (cpu时钟间隔)
cpu MHz : 2400.127 (主频)
cache size : 2048 KB (缓存大小 2M)
physical id : 0 (物理ID号)
siblings : 12 (12位)
core id : 5 (核心ID号)
cpu cores : 6 (核心数:6核)
apicid : 43
initial apicid : 11
fpu : yes
fpu_exception : yes
cpuid level : 13
wp : yes

2、衡量cpu技术性能指标有哪些

一.主频
主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。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英特尔和AMD,在这点上也存在着很大的争议,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,有人曾经拿过一块1G的全美达处理器来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。二.外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,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。三.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×数据位宽)/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。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一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。四.CPU的位和字长
五.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。六.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。七.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、SSE4系列和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。

3、CPU的主要性能指标的详细解释

CPU是整个微机系统的核心,它往往是各种档次微机的代名词,CPU的性能大致上反映出微机的性能,因此,它的性能指标十分重要。CPU主要的性能指标有:主频:也叫时钟频率,单位是MHz(每秒百万次),用来表示CPU的运算速度。对于相同的系统而言,主频越高,表明CPU的运算速度越快,从i+80486DX2开始,主频%3D外频*倍频系数倍频系数:指CPU主频和外频之间的相对比例关系,例如当外频100MHz时,如果用5倍频来运行,CPU的速度(主频)便函是100*5%3D500MHz%2C现在Intel公司生产的CPU基本上全部采用了倍频系数不能改变的锁频技术,因此,电脑民烧友对CPU超频只好采用提高外频的方法进行。L1+Cache%3A集成在CPU内部的一级高速缓存,容量有32KB、64KB、128KB等。Cache译为“缓存”,这是一种速度比内存更快的保存设备,它的功能是用来减少CPU因等待慢速设备(如内存)所导致的延迟,进而改善系统的性能。目前电脑内部有3种Cache,按照距离CPU核心的层数来分,有L1、L2、L3种类。生产工艺技术;指在半导体硅材料上生产CPU时内部各元件间的连接线宽度,一般用微米表示,微米数值越小,生产工艺越先进。CPU内部功耗和发热量就越小。CPU内核和I%2FO工作电压:CPU的工作电压分内核电压和I%2FO电压两种。其中内核电压根据CPU生产工艺而定,一般微米越小内核工作电压越低,电压一般都在3V左右,具体数值根据各厂家具体的CPU型号而定。接口标准:指CPU安装在电脑主板上时使用的插座类型。超频能力:超频就是在实际使用时让CPU工作在高于标准称时钟频率上。一般情况下,CPU都能在正常工作电压下跳高一档主频运行。内存总线速度:指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之、间的通信速度。扩展总线速度:指安装在微机系统上的局部总(如PCI总线)接口卡的工作速度。工作电压:指CPU正常工作所需的电压。早期CPU的工作电压一般为5V,随着CPU主频的提高,CPU工作电压有逐步下降的趋势,以解决发热过高的问题。地址总线宽度:它决定了CPU可以访问的物理地址空间,对于486以上的计算机系统,一址线的宽度为32位,可以直接访问4GB的物理空间。超标量:指一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。

4、CPU的主要性能指标是什么?

cpu的性能指标有主频、外频、倍频系数和制程技术。

1、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。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。

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

外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,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,这样会造成整个服务器系统的不稳定。

3、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。

4、制程技术

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。

(4)服务器cpu性能指标扩展资料:

中央处理器即CPU,CPU从雏形出现到发展壮大的今天,由于制造技术的越来越先进,其集成度越来越高,内部的晶体管数达到几百万个。

1、主频

主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。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。

2、外频

外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,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。

3、前端总线频率

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×数据位宽)/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。

4、位和字长

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。

5、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。

6、cpu指令集

CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时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。

7、内核和电压

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1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

8、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。主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。

参考资料:网络-中央处理器性能指标

5、CPU的各项性能指标是什么意思????

CPU的性能指标:频率、缓存容量与性能、工作电压、总线方式、制造、超标量。

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。CPU从雏形出现到发展壮大,由于制造技术的越来越先进,其集成度越来越高,CPU内部晶体管的数量,虽然从最初的2200多个发展到今天的数十亿个,增加了数百万倍,但是CPU的内部结构仍然可分为控制单元,逻辑单元和存储单元三大部分。


(5)服务器cpu性能指标扩展资料:

在计算机技术中,把CPU在单位时间内一次处理的二进制数的位数称为“字长”。一般情况下,把单位时间内能处理为8位数据的CPU叫8位CPU。同理,64位的CPU在单位时间内能处理字长为64位的二进制数据。字长是表示运算器性能的主要技术指标,通常等于CPU数据总线的宽度。CPU字长越长,运算精度越高,信息处理速度越快,CPU性能也就越高。

6、cpu的性能指标有哪些

重要指标之一,CPU架构,一个优秀的CPU架构可以带来更优越的性能以及功耗温度的优秀表现。
重要指标之二,CPU主频,CPU主频越高,性能越强。
重要指标之三,CPU核心数,目前的CPU主流四核,而大多数软件以及游戏对四核优化也很好。
重要指标之四,内存控制器,控制器越优秀,在多开软件时,不会过于卡顿。例如1100T和FX6300对比,就只因为内存控制器性能不同,FX6300要比1100T多开能力更强。

7、CPU的主要性能指标是

光驱的接口主要有3种:IDE接口/Serial ATA(SATA)接口/SCSI接口

硬盘驱动器的主要参数是:主轴转速/缓存/平均寻道时间、专平均访问时间和平均潜伏时间/数据传输率/噪音与防震技术/数据保护系统

CPU的主要性能指标是:主频,也就是CPU的时钟频率,简单地说也就是CPU的工作频率/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/工作电压。工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压/协处理器或者叫数学协处理器/流水线技术、超标量/乱序执行和分枝预测/L1高速缓属存/L2高速缓存/制造工艺

8、cpu的主要性能参数有哪5个

1.主频:也就是的时钟频率,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。

2.外频:即CPU的外部时钟频率,主板可调的外频越多、越高越好,特别是对于超频者比较有用。

3.倍频:是指CPU外频与主频相差的倍数。

4.接口:接口指CPU和主板连接的接口。主要有两类,一类是卡式接口,例如显卡、声卡等一样是竖立插到主板上的,当然主板上必须有对应SLOT插槽,这种接口的CPU已被淘汰。另一类是主流的针脚式接口。

5.缓存:就是指可以进行高速数据交换的存储器,它优先于内存与CPU交换数据,因此速度极快,所以又被称为高速缓存。

(8)服务器cpu性能指标扩展资料:

CPU即中央处理器,CPU的内部结构可分为控制单元,逻辑单元和存储单元三大部分。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。

在计算机技术中,把CPU在单位时间内一次处理的二进制数的位数称为“字长”。一般情况下,把单位时间内CPU能处理为8位数据的CPU叫8位CPU。

64位的CPU在单位时间内能处理字长为64位的二进制数据。字长是表示运算器性能的主要技术指标,通常等于CPU数据总线的宽度。CPU字长越长,运算精度越高,信息处理速度越快,CPU性能也就越高。

9、CPU主要的性能指标有哪些

中央处理器目录[隐藏]

CPU简介
CPU性能指标1.主频
2.外频
3.前端总线(FSB)频率
4、CPU的位和字长
5.倍频系数
6.缓存
7.CPU扩展指令集
8.CPU内核和I/O工作电压
9.制造工艺
10.指令集
11.超流水线与超标量
12.封装形式
13、多线程
14、多核心
15、SMP
16、NUMA技术
17、乱序执行技术
18、CPU内部的内存控制器
CPU的厂商1.Intel公司
2.AMD公司
3.IBM和Cyrix
4.IDT公司
5.VIA威盛公司
6.国产龙芯
发展历史一、X86时代的CPU
2、辉煌的开始——奔腾 MMX
三、踏入新世纪的CPU
CPU简介
CPU性能指标 1.主频
2.外频
3.前端总线(FSB)频率
4、CPU的位和字长
5.倍频系数
6.缓存
7.CPU扩展指令集
8.CPU内核和I/O工作电压
9.制造工艺
10.指令集
11.超流水线与超标量
12.封装形式
13、多线程
14、多核心
15、SMP
16、NUMA技术
17、乱序执行技术
18、CPU内部的内存控制器
CPU的厂商 1.Intel公司
2.AMD公司
3.IBM和Cyrix
4.IDT公司
5.VIA威盛公司
6.国产龙芯
发展历史 一、X86时代的CPU
2、辉煌的开始——奔腾 MMX
三、踏入新世纪的CPU

intel和AMD主流CPU和CPU插槽,点击查看大图
[编辑本段]CPU简介
CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写,它可以被简称做微处理器(Microprocessor),不过经常被人们直接称为处理器(processor)。不要因为这些简称而忽视它的作用,CPU是计算机的核心,其重要性好比大脑对于人一样,因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据,而主板芯片组则更像是心脏,它控制着数据的交换。CPU的种类决定了你使用的操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成,是PC的核心,再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC。
CPU的基本结构、功能及参数CPU主要是由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据,由运算器完成指令所规定的运算及操作。
[编辑本段]CPU性能指标

1.主频

主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。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英特尔和AMD,在这点上也存在着很大的争议,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,有人曾经拿过一块1G的全美达处理器来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。
所以,CPU的主频与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,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、总线等等各方面的性能指标。
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

外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,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谈,下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。

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×数据位宽)/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。
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一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。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、Intel7505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

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,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多。)

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32—256KB。
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,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存),分为两种,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。通常会把CPU的扩展指令集称为”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1.6~5V。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、65nm、45纳米nm。最近官方已经表示有32纳米nm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(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,最后到今天的Pentium 4系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
(2)RISC指令集
RISC是英文“Reced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。
(3)IA-64
EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。
Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。
IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。
(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)
AMD公司设计,可以在同一时间内处理64位的整数运算,并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址,同时提供转换为32位定址选项;但数据操作指令默认为32位和8位,提供转换成64位和16位的选项;支持常规用途寄存器,如果是32位运算操作,就要将结果扩展成完整的64位。这样,指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别,其指令字段是8位或32位,可以避免字段过长。
x86-64(也叫AMD64)的产生也并非空穴来风,x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存,而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求,加强x86指令集的功能,使这套指令集可同时支持64位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算,AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充,但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持32和64位代码及寄存器,x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器.
而今年也推出了支持64位的EM64T技术,再还没被正式命为EM64T之前是IA32E,这是英特尔64位扩展技术的名字,用来区别X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode,和AMD的X86-64技术类似,采用64位的线性平面寻址,加入8个新的通用寄存器(GPRs),还增加8个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似,Intel的64位技术将兼容IA32和IA32E,只有在运行64位操作系统下的时候,才将会采用IA32E。IA32E将由2个sub-mode组成:64位sub-mode和32位sub-mode,同AMD64一样是向下兼容的。Intel的EM64T将完全兼容AMD的X86-64技术。现在Nocona处理器已经加入了一些64位技术,Intel的Pentium 4E处理器也支持64位技术。
应该说,这两者都是兼容x86指令集的64位微处理器架构,但EM64T与AMD64还是有一些不一样的地方,AMD64处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。

11.超流水线与超标量

在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象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CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。
超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。

10、CPU的主要性能指标?

CPU主要的性能指标主要有:
主频即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)。这是我们最关心的,我们所说的233、300等就是指它,一般说来,主频越高,CPU的速度就越快,整机的就越高。 时钟频率即CPU的外部时钟频率,由电脑主板提供,以前一般是66MHz,也有主板支持75各83MHz,目前Intel公司最新的芯片组BX以使用100MHz的时钟频率。另外VIA公司的MVP3、MVP4等一些非Intel的芯片组也开始支持100MHz的外频。精英公司的BX主板甚至可以支持133MHz的外频,这对于超频者来是首选的。
内部缓存(L1 Cache):封闭在CPU芯片内部的高速缓存,用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据,存取速度与CPU主频一致,L1缓存的容量单位一般为KB。L1缓存越大,CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少,相对电脑的运算速度可以提高。
外部缓存(L2 Cache):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。为降低成本Inter公司生产了一种不带L2的CPU命为赛扬,性能也不错,是超频的理想。
MMX技术是“多媒体扩展指令集”的缩写。MMX是Intel公司在1996年为增强Pentium CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术。为CPU增加57条MMX指令,除了指令集中增加MMX指令外,还将CPU芯片内的L1缓存由原来的16KB增加到32KB(16K指命+16K数据),因此MMX CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时,处理多媒体的能力上提高了60%左右。目前CPU基本都具备MMX技术,除P55C和Pentium ⅡCPU还有K6、K6 3D、MII等。
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