1、主頻,也就是CPU的時鐘頻率,簡單地說也就是CPU的工作頻率。
一般說來,一個時鐘週期完成的指令數是類BIOS的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快了。不過由於各種CPU的內部結構也不盡相同,所以並不能完全用主頻來概括CPU的效能。至於外頻就是系統總線的工作頻率;而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。用公式表示就是:主頻=外頻×倍頻。
2、記憶體總線速度或者叫系統總線速度,一般等同於CPU的外頻。
記憶體總線的速度對整個系統效能來說很重要,由於記憶體速度的發展滯後於CPU的發展速度,為了緩解記憶體帶來的瓶頸,所以出現了二級緩衝,來協調兩者之間的差異,而記憶體總線速度就是指CPU與二級(L2)高速緩衝和記憶體之間的工作頻率。
3、L1高速緩衝,也就是我們經常說的一級高速緩衝。
在CPU裡面內裝了高速緩衝可以提高CPU的執行效率。內裝的L1高速緩衝的容量和結構對CPU的效能影響較大,不過高速緩衝存儲器均由靜態RAM組成,結構較複雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩衝的容量不可能做得太大。採用回寫(Write Back)結構的高速緩衝。它對讀和寫操作均有可提供緩衝。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩衝,僅對讀操作有效。在486以上的電腦中基本採用了回寫式高速緩衝。在目前流行的處理器中,奔騰Ⅲ和Celeron處理器擁有32KB的L1高速緩衝,奔騰4為8KB,而AMD的Duron和Athlon處理器的L1高速緩衝高達128KB。
4、L2高速緩衝,指CPU第二層的高速緩衝。
第一個採用L2高速緩衝的是奔騰 Pro處理器,它的L2高速緩衝和CPU執行在相同頻率下的,但成本昂貴,市場生命很短,所以其後奔騰 II的L2高速緩衝執行在相當於CPU頻率一半下的。接下來的Celeron處理器又使用了和CPU同速執行的L2高速緩衝,現在流行的CPU,無論是AthlonXP和奔騰4,其L2高速緩衝都是和CPU同速執行的。除了速度以外,L2高速緩衝容量也會影響CPU的效能,原則是越大越好。
5、流水線技術、超標量。
流水線(pipeline)是 Intel首次在486晶片中開始使用的。流水線的工作方式就像工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線,然後將一條X86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行,這樣就能實現在一個CPU時鐘週期完成一條指令,因此提高了CPU的運算速度。超流水線是指某型 CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上,例如奔騰 4的流水線就長達20步。將流水線設計的步(級)數越多,其完成一條指令的速度越快,因此才能適應工作主頻更高的CPU。超標量是指在一個時鐘週期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想像的,只有奔騰級以上CPU才具有這種超標量結構;這是因為現代的CPU越來越多的採用了RISC技術,所以才會有超標量的CPU。
6、協處理器或者叫數學協處理器。
在486以前的CPU裡面,是沒有內裝協處理器的。由於協處理器主要的功能就是負責浮點運算,因此386、286、8088等等微機CPU的浮點運算效能都相當落後,自從486以後,CPU一般都內裝了協處理器,協處理器的功能也不再局限於增強浮點運算。現在CPU的浮點單元(協處理器)往往對多媒體指令進行了最佳化。比如Intel的MMX技術,MMX是「多媒體擴展指令集」的縮寫。MMX是Intel公司在1996年為增強奔騰 CPU在音像、圖形和通信套用方面而採取的新技術。為CPU新增加57條MMX指令,把處理多媒體的能力提高了60%左右。現在的CPU已經普遍內裝了這些多媒體指令集,例如現在奔騰4內裝了SSE2指令集,而AthlonXP則內裝增強型的3DNow!指令集。
7、工作電壓。
工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU(386、486)由於工藝落後,它們的工作電壓一般為5V(奔騰等是3.5V/3.3V/2.8V等),隨著CPU的製造工藝與主頻的提高,CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢,Intel最新出品的Tualatin核心Celeron已經採用1.475V的工作電壓了。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題。這對於筆記型電腦尤其重要。
8、亂序執行和分枝預測。
亂序執行是指CPU採用了允許將多條指令不按程序規定的順序分開傳送給各相應電路單元處理的技術。分枝是指程序執行時需要改變的節點。分枝有無條件分枝和有條件分枝,其中無條件分枝只需要CPU按指令順序執行,而條件分枝則必鬚根據處理結果再決定程序執行方向是否改變,因此需要「分枝預測」技術處理的是條件分枝。
9、製造工藝。
製造工藝雖然不會直接影響CPU的效能,但它可以極大地影響CPU的集成度和工作頻率,製造工藝越精細,CPU可以達到的頻率越高,集成的晶體管就可以更多。第一代奔騰 CPU的製造工藝是0.35微米,最高達到266Mhz的頻率,PII和賽揚是0.25微米,頻率最高達到450Mhz。銅礦核心的奔騰Ⅲ製造工藝縮小到了0.18微米,最高頻率達到1.13Ghz。
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