基本參數
主頻
CPU的主頻即CPU內核工作的時鍾頻率( CPU Clock Speed)。一般說來,一個時鍾周期完成的指令數是固定的,主頻越高,CPU的速度也就越快了。所以提高主頻對於提高CPU運算速度至關重要。但它們並不是一個簡單的線性關系
核心
①核心(Die)又稱為內核,是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的芯片就是核心,是由單晶硅以一定的生產工藝制造出來的,CPU所有的計算、接受/存儲命令、處理數據都由核心執行。各種CPU核心都具有固定的邏輯結構,一級緩存、二級緩存、執行單元、指令級單元和總線接口等邏輯單元都會有科學的布局。
②CPU分為單核與多核:單核就是在一塊多晶硅上只有一個處理核心,多核分為以ADM為主的同一多晶硅上刻蝕多個核心,以inter為主的一塊多晶硅上刻蝕一個核心,但是CPU封裝的時候同時封裝多個獨立的核心形成CPU。目前來講從真正意義來說ADM的才算做真正的多核。但市場上2者應用都非常廣泛。
③為什么會存在多核?因為單核已經無法滿足現有的計算機性能,如果提升單個核心的性能代價太大,太難,不好設計。所以才會有多核的誕生,這就好比1+1<2,但是至少是大於1的。
④現在常見的核心為8核、10核、16核等
線程
①線程數是一種邏輯的概念,簡單地說,就是模擬出的CPU核心數。比如,可以通過一個CPU核心數模擬出2線程的CPU,也就是說,這個單核心的CPU被模擬成了一個類似雙核心CPU的功能。我們從任務管理器的性能標簽頁中看到的是兩個CPU。 比如Inte l賽揚G460是單核心,雙線程的CPU,Intel 酷睿i3 3220是雙核心 四線程,Intel 酷睿i7 4770K是四核心 八線程 ,Intel 酷睿i5 4570是四核心 四線程等等。 對於一個CPU,線程數總是大於或等於核心數的。一個核心最少對應一個線程,但通過超線程技術,一個核心可以對應兩個線程,也就是說它可以同時運行兩個線程。
CPU的線程數概念僅僅只針對Intel的CPU才有用,因為它是通過Intel超線程技術來實現的,最早應用在Pentium4上。如果沒有超線程技術,一個CPU核心對應一個線程。所以,對於AMD的CPU來說,只有核心數的概念,沒有線程數的概念。 CPU之所以要增加線程數,是源於多任務處理的需要。線程數越多,越有利於同時運行多個程序,因為線程數等同於在某個瞬間CPU能同時並行處理的任務數。 因此,線程數是一種邏輯的概念,簡單地說,就是模擬出的 CPU 核心數。一個核心最少對應一個線程,但英特爾有個超線程技術可以把一個物理線程模擬出兩個線程來用,充分發揮 CPU 性能,即一個核心可以有兩個到多個線程。
②操作系統中的線程也就是我們平時所說的線程與CPU線程的區別
操作系統中線程可以有很多,通常有幾十上百個,而CPU的線程是固定的那么幾個,兩者都叫Thread是因為他們都是調度的基本單位。區別就是軟件操作系統調度的基本單位是OS的Thread,硬件的調度基本單位是CPU中的Thread。操作系統負責把它產生的軟Thread調度到CPU中的硬Thread中去。
③在Windows中,在cmd命令中輸入“wmic”,然后在出現的新窗口中分別輸入“cpu get Name”,“cpu get NumberOfCores”,“cpu get NumberOfLogicalProcessors”即可查看物理CPU數、CPU核心數、線程數。
④性能不同。四核八線程比四核四線程的效率高,因為超線程技術讓處理器增加5%的裸晶面積,可以提升15%~30%的效能,特別是在同時處理多個任務時,四核八線程比四核四線程速度快一倍且不卡機;價格不同。線程越多電腦越好,價錢也貴,四核八線程比四核四線程的電腦價格高。
CPU的性能參數
頻率
CPU的頻率是指其工作頻率,分為主頻、外頻和倍頻。
1、外頻是系統總線的工作頻率,即CPU的基准頻率,是CPU與主板之間同步運行的速度。外頻速度越高,CPU就可以同時接受更多來自外圍設備的數據,從而使整個系統的速度進一步提高。
2、倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。
CPU的緩存容量與性能
計算的緩存容量越大,那么他的性能就越好。計算機在進行數據處理和運算時,會把讀出來的數據先存儲在一旁,然后累計到一定數量以后同時傳遞,這樣就能夠把不同設備之間處理速度的差別給解決了,這個就是緩存容量。在處理數據時,數據的臨時存放點,按道理,只要緩存容量越大,計算機的數據處理速度將會越大,則計算機運行速度將會越快。
CPU工作電壓
CPU的正常工作電壓的范圍比較寬,在計算機發展的初期,這時候CPU的核定電壓為5伏左右,后來CPU工藝、技術發展,CPU正常工作所需電壓相較以前而言越來越低,最低可達1.1V,如此低電壓下的環境,CPU也能正常運行。有些發燒友通過加強工作電壓,加強CPU的運轉效率,達到超頻的目的,極大的提升了CPU的運行效率,但這樣是一種消耗CPU使用壽命的不可取的辦法。
CPU的總線方式
一般來說,我們把CUP內部的總線結構分為三類:單線結構,由一條總線連接內部所有的部件,結構簡單,性能低下。雙總線結構,連接各部件的總線有兩條,被叫做雙總線結構。多總線結構,連接CPU內各部件的總線有3條及以上,則構成多總線結構。
CPU制造
CPU的制造工藝最早是0.5um的,隨着制造水平的提高,后來人們大多用的是0.25um的。如今,科學技術飛速發展,CPU的制造工藝已經開始用納米衡量了。
超標量
超標量是指在一個時鍾周期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想象的,只有Pentium級以上CPU才具有這種超標量結構;486以下的CPU屬於低標量結構,即在這類CPU內執行一條指令至少需要一個或一個以上的時鍾周期。
CPU參數之間的關系
一、CPU“字長”是表示運算器性能的主要技術指標
在計算機技術中,把CPU在單位時間內一次處理的二進制數的位數稱為“字長”。一般情況下,把單位時間內能處理為8位數據的CPU叫8位CPU。同理,64位的CPU在單位時間內能處理字長為64位的二進制數據。字長是表示運算器性能的主要技術指標,通常等於CPU數據總線的寬度。CPU字長越長,運算精度越高,信息處理速度越快,CPU性能也就越高。
二、CPU的頻率與CPU的外頻和倍頻的關系
CPU的頻率是指計算機運行時的工作頻率,也稱為“主頻”或“時鍾頻率”。CPU的頻率表示CPU內部數字脈沖信號振盪的速度,代表了CPU的實際運算速度。單位是Hz。CPU的頻率越高,在一個時鍾周期內所能完成的指令數也就越多,CPU的運算速度也就越快。
1、倍頻越高,CPU的頻率就越高
CPU實際運行的頻率與CPU的外頻和倍頻有關,CPU的實際頻率=外頻x倍頻。外頻即CPU的基准頻率,是CPU與主板之間同步運行的速度。外頻速度越高,CPU就可以同時接受更多來自外圍設備的數據,從而使整個系統的速度進一步提高。倍頻是CPU運行頻率與系統外頻之間差距的參數,也稱為“倍頻系數”。通常簡稱為“倍頻”。在相同的外頻下,倍頻越高,CPU的頻率就越高。
2、主頻越高,CPU的速度也就越快
CPU的主頻一般以MHz為單位.通常所說的“奔騰Ⅲ600”中的“600”實際上就是指該CPU的主頻是600MHz。但隨着CPU主頻的提高,一般以GHz(1GHz=1000MHz)為單位,如“奔騰43.0”中的3.0即指該CPU的工作頻率是3.0GHz,即3000MHz。一般說來,一個時鍾周期完成的指令數是固定的,因此主頻越高,CPU的速度也就越快。
三、緩存容量越大,性能也就越高
1、緩存(Cache)的作用
是為CPU和內存進行數據交換時提供一個高速的數據緩沖區。當CPU要讀取數據時,首先會在緩存中尋找,如果找到了則直接從緩存中讀取。如果在緩存中未能找到,那么CPU就從主內存中讀取數據。CPU緩存一般分為L1高速緩存和L2高速緩存。
2、一級高速緩存與二級高速緩存對CPU的性能影響
L1高速緩存也稱為一級高速緩存(L1Cache)用於暫存部分指令和數據.以使CPU能迅速地得到所需要的數據。L1高速緩存與CPU同步運行,其緩存容量大小對CPU的性能影響較大。L2高速緩存也稱為二級高速緩存(L2Cache)的容量和頻率對CPU的性能影響也較大,其作用就是協調CPU的運行速度與內存存取速度之間的差異。L2高速緩存是CPU晶體管總數中占得最多得一部分,由於L2高速緩存得成本很高,因此L2高速緩存得容量大小一般用來作為高端和低端CPU產品得分界標准。CPU的L2高速緩存有低至64KB的,也有高達4MB的。
四、前端總線頻率比外頻更具代表性
前端總線頻率是AMD公司在推出K7CPU時提出的概念。一直以來很多人都誤認為這個名詞是外頻的一個別稱。其實,通常所說的外頻是指CPU與主板的連接速度,這個概念建立在數字脈沖信號振盪速度的基礎之上,而前端總線頻率指的是數據傳輸的實際速度.即每秒鍾CPU可以接收的數據傳輸量。例如100MHz外頻是指數字脈沖信號在每秒鍾振盪1000萬次。就處理器速度而言,前端總線比外頻更具代表性。