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CPU主要技术指标:频率及高速缓存等等

作者: diy01 来源: www.nongcuen.com 时间: 2020-04-30 阅读:Lording…

    1.频率

    (1)主频

    主频是CPU内核运行时的时钟频率,即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常,主频越高,CPU的速度就越快。

    (2)外频

    外频又称外部时钟频率,这个指标和计算机系统总线的速度一致。外频越高,CPU的运算速度越快。外频是制约系统性能的重要指标,100MHz外频之下的Celeron 800MHz比66MHz外频之下的Celeron 800MHz运行速度快。目前CPU的外频主要有133MHz、200MHz、266MHz和 333MHz。

    (3)前端总线频率FSB(EfontSideBus)

    前端总线是CPU和北桥芯片之间的通道,负责CP[J与北桥芯片之间的数据传输,其频率高低直接影响CPU访问内存的速度。如果主板不支持CPIJ所需要的前端总线频率,系统就无法工作。也就是说,需要主板和CPU都支持某个前端总线频率,系统才能工作。

    (4)倍频

    计算机在实际运行过程中的速度不但由CPU的频率决定,而且还受到主板和内存速度的影响,并受到制造工艺和芯片组特性等的限制。由于内存和主板等硬件的速度大大低于CPU 的运行速度,因此为了能够与内存、主板等保持一致,CPU只好降低自己的速度,这就出现了外频。倍频指CPU的时钟频率和系统总线频率(外频)间相差的倍数,倍频越高,时钟频率就越高。在286时代,还没有倍频的概念,CPU的时钟频率和系统总线一样。随着计算机技术的发展,内存、主板和硬盘等硬件设备逐渐跟不上CPIJ速度的发展,而CPU的速度理论上可以通过倍频无限提升,CPU时钟频率=外频×倍频。

    (5)超频

    在倍频一定的情况下,要提高CPU的运行速度只能通过提高外频来实现;在外频一定的情况下,提高倍频也可以实现目的。所谓“超频”,就是通过提高外频或倍频实现的。 Intel的Core 2 Duo架构十分适合超频,发热量比较低,也比较省电,建议选择45nm架构来超频。此外,主频较低的CPU比较适合超频,比如,同样是Core 2 Duo E7000系列,E7200与 E7400是完全相同的内部结构,只是工作频率上的差别,超频所能达到的极限也非常接近,所以超频到同样的频率,原始主频低的CPU产品超频幅度要更大一些。

    超频CPU,超倍频是最佳方案。但有的厂家为防止超频,将CPU的倍频锁定了,如Intel 大部分的CPU都是锁了倍频的。那么对于这种CPU,只能通过提升外频来进行超频。而提高系统外频,其他设备的外频也会提高,这样超频能力就会受到更多因素的影响。而不锁倍频的CPU,可以直接通过提高倍频的方式去超频,不会对其他部分造成太大影响,超频要相对容易一些。

    2.高速缓存

    高速缓存是一种速度比内存更快的存储设备,其功能是减少CPIJ因等待低速设备所导致的延迟,进而改善系统性能。它一般集成于CPU芯片内部,用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据。高速缓存分为L1 Cache(一级高速缓存)、L2 Cache(二级高速缓存)和L3 Cache(三级高速缓存)。

    高速缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从高速缓存中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入高速缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从高速缓存中进行,不必再调用内存。正是这样的读取机制使CP[J读取高速缓存的命中率非常高(大多数CPU可达 90%左右),也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在高速缓存中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无需等待。

    最早先的CPU高速缓存是一个整体,而且容量很低,Intel公司从Pentium时代开始把高速缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的高速缓存已不满足CPU的需求,而制造工艺上的限制又不能大幅度提高高速缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的高速缓存,此时就把CPU内核集成的高速缓存称为一级高速缓存,而外部的称为二级高速缓存。二级高速缓存的容量和工作速度对提高计算机速度起关键作用。从理论上讲,在一颗拥有二级高速缓存的CPU中,读取一级高速缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级高速缓存中找到的有用数据占数据总量的800%,剩下的20%从二级高速缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取二级高速缓存的命中率也在80%左右(从二级高速缓存读到有用的数据占总数据的16%)。那么还有的数据就不得不从内存调用,但这已经是一个相当小的比例了。目前较高端的CPU中,还会带有三级高速缓存,它是为读取二级高速缓存后未命中的数据设计的—种高速缓存,在拥有三级高速缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。

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