CPU幾種主要的參數(shù)及含義
CPU幾種主要的參數(shù)及含義
眾所周知，服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備，要接受少至幾十人、多至成千上萬(wàn)人的訪問(wèn)，因此對(duì)服務(wù)器具有大數(shù)據(jù)量的快速吞吐、超強(qiáng)的穩(wěn)定性、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行等嚴(yán)格要求。而CPU是計(jì)算機(jī)的“大腦”，是衡量服務(wù)器性能的首要指標(biāo)。下面是學(xué)習(xí)啦小編跟大家分享的是CPU幾種主要的參數(shù)及含義，歡迎大家來(lái)閱讀學(xué)習(xí)。
CPU幾種主要的參數(shù)及含義
1.主頻
主頻也叫時(shí)鐘頻率，單位是MHz，用來(lái)表示CPU的運(yùn)算速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。不過(guò)很多人認(rèn)為主頻就決定著CPU的運(yùn)行速度，這是片面的，只能說(shuō)主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表CPU的整體性能。
2.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(yùn)行速度。說(shuō)白了，在臺(tái)式機(jī)中，我們所說(shuō)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(diǎn)是很好理解的。但對(duì)于服務(wù)器CPU來(lái)講，超頻是絕對(duì)不允許的。前面說(shuō)到CPU決定著主板的運(yùn)行速度，兩者是同步運(yùn)行的，如果把服務(wù)器CPU超頻了，改變了外頻，會(huì)產(chǎn)生異步運(yùn)行，(臺(tái)式機(jī)很多主板都支持異步運(yùn)行)這樣會(huì)造成整個(gè)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(yùn)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(shí)現(xiàn)兩者間的同步運(yùn)行狀態(tài)。
3.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(jì)算，即數(shù)據(jù)帶寬=(總線頻率×數(shù)據(jù)位寬)/8，數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率。比方，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。
4、CPU的位和字長(zhǎng)
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(wú)論是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字長(zhǎng)：電腦技術(shù)中對(duì)CPU在單位時(shí)間內(nèi)(同一時(shí)間)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)叫字長(zhǎng)。所以能處理字長(zhǎng)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(shí)間內(nèi)處理字長(zhǎng)為32位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
5.倍頻系數(shù)
倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外頻之間的相對(duì)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(shí)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?yàn)镃PU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(huì)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(yùn)算的速度。
6.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(duì)CPU速度的影響非常大，CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高，一般是和處理器同頻運(yùn)作，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤(pán)。實(shí)際工作時(shí)，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(pán)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(lái)考慮，緩存都很小。
7.CPU相關(guān)指令集
CPU依靠指令來(lái)計(jì)算和控制系統(tǒng)，每款CPU在設(shè)計(jì)時(shí)就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。指令的強(qiáng)弱也是CPU的重要指標(biāo)，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。從現(xiàn)階段的主流體系結(jié)構(gòu)講，指令集可分為復(fù)雜指令集和精簡(jiǎn)指令集兩部分。復(fù)雜指令需要復(fù)雜的操作，必然會(huì)降低計(jì)算機(jī)的速度。RISC精簡(jiǎn)指令集與傳統(tǒng)的CISC(復(fù)雜指令集)相比而言，RISC的指令格式統(tǒng)一，種類(lèi)比較少，尋址方式也比復(fù)雜指令集少。當(dāng)然處理速度就提高很多了。目前在中高檔服務(wù)器中普遍采用RISC指令系統(tǒng)的CPU，特別是高檔服務(wù)器全都采用RISC指令系統(tǒng)的CPU。
8.CPU內(nèi)核和I/O工作電壓
從586CPU開(kāi)始，CPU的工作電壓分為內(nèi)核電壓和I/O電壓兩種，通常CPU的核心電壓小于等于I/O電壓。其中內(nèi)核電壓的大小是根據(jù)CPU的生產(chǎn)工藝而定，一般制作工藝越小，內(nèi)核工作電壓越低;I/O電壓一般都在1.6~5V。低電壓能解決耗電過(guò)大和發(fā)熱過(guò)高的問(wèn)題。
9.制造工藝
制造工藝的微米是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢(shì)是向密集度愈高的方向發(fā)展。密度愈高的IC電路設(shè)計(jì)，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。目前主流的CPU制程已經(jīng)達(dá)到了14-32納米(英特爾第五代i7處理器以及三星Exynos 7420處理器均采用最新的14nm制造工藝)，更高的在研發(fā)制程甚至已經(jīng)達(dá)到了7nm或更高。
10.超流水線與超標(biāo)量
在解釋超流水線與超標(biāo)量前，先了解流水線(pipeline)。流水線是Intel首次在486芯片中開(kāi)始使用的。流水線的工作方式就像工業(yè)生產(chǎn)上的裝配流水線。在CPU中由5-6個(gè)不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然后將一條X86指令分成5—6步后再由這些電路單元分別執(zhí)行，這樣就能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)CPU時(shí)鐘周期完成一條指令，因此提高CPU的運(yùn)算速度。
超標(biāo)量是通過(guò)內(nèi)置多條流水線來(lái)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)處理器，其實(shí)質(zhì)是以空間換取時(shí)間。而超流水線是通過(guò)細(xì)化流水、提高主頻，使得在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成一個(gè)甚至多個(gè)操作，其實(shí)質(zhì)是以時(shí)間換取空間。
11、多核心
多核心，也指單芯片多處理器(Chip multiprocessors，簡(jiǎn)稱CMP)。CMP是由美國(guó)斯坦福大學(xué)提出的，其思想是將大規(guī)模并行處理器中的SMP(對(duì)稱多處理器)集成到同一芯片內(nèi)，各個(gè)處理器并行執(zhí)行不同的進(jìn)程。與CMP比較， SMT處理器結(jié)構(gòu)的靈活性比較突出。但是，當(dāng)半導(dǎo)體工藝進(jìn)入0.18微米以后，線延時(shí)已經(jīng)超過(guò)了門(mén)延遲，要求微處理器的設(shè)計(jì)通過(guò)劃分許多規(guī)模更小、局部性更好的基本單元結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。相比之下，由于CMP結(jié)構(gòu)已經(jīng)被劃分成多個(gè)處理器核來(lái)設(shè)計(jì)，每個(gè)核都比較簡(jiǎn)單，有利于優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此更有發(fā)展前途。目前， IBM 的Power 4芯片和Sun的 MAJC5200芯片都采用了CMP結(jié)構(gòu)。多核處理器可以在處理器內(nèi)部共享緩存，提高緩存利用率，同時(shí)簡(jiǎn)化多處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
12、SMP
SMP(Symmetric Multi-Processing)，對(duì)稱多處理結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)稱，是指在一個(gè)計(jì)算機(jī)上匯集了一組處理器(多CPU),各CPU之間共享內(nèi)存子系統(tǒng)以及總線結(jié)構(gòu)。在這種技術(shù)的支持下，一個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)處理器，并共享內(nèi)存和其他的主機(jī)資源。
13、CPU內(nèi)部的內(nèi)存控制器
許多應(yīng)用程序擁有更為復(fù)雜的讀取模式，并且沒(méi)有有效地利用帶寬，CPU特性會(huì)受內(nèi)存延遲的限制。這樣CPU必須得等到運(yùn)算所需數(shù)據(jù)被除數(shù)裝載完成才能執(zhí)行指令。當(dāng)前低段系統(tǒng)的內(nèi)存延遲大約是120-150ns，而CPU速度則達(dá)到了3GHz以上，一次單獨(dú)的內(nèi)存請(qǐng)求可能會(huì)浪費(fèi)200 -300次CPU循環(huán)。即使在緩存命中率達(dá)到99%的情況下，CPU也可能會(huì)花50%的時(shí)間來(lái)等待內(nèi)存請(qǐng)求的結(jié)束-比如因?yàn)閮?nèi)存延遲的緣故。
你可以看到Opteron整合的內(nèi)存控制器，它的延遲，與芯片組支持雙通道DDR內(nèi)存控制器的延遲相比來(lái)說(shuō)，是要低很多的。英特爾也按照計(jì)劃的那樣在處理器內(nèi)部整合內(nèi)存控制器，這樣導(dǎo)致北橋芯片將變得不那么重要。但改變了處理器訪問(wèn)主存的方式，有助于提高帶寬、降低內(nèi)存延時(shí)和提升處理器性能。
CPU幾種主要的參數(shù)及含義相關(guān)文章：