我要投搞

标签云

收藏小站

爱尚经典语录、名言、句子、散文、日志、唯美图片

当前位置:2019跑狗图高清彩图 > 争用 >

cpu是什么意思

归档日期:08-04       文本归类:争用      文章编辑:爱尚语录

  可选中1个或多个下面的关键词,搜索相关资料。也可直接点“搜索资料”搜索整个问题。

  2013-12-18展开全部什么是cpu,cpu就是中央处理器,英文为central processing unit。cpu是电脑中的核心配件,只有火柴盒那么大,几十张纸那么厚,但它却是一台计算机的运算核心和控制核心。电脑中所有操作都由cpu负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。cpu的结构:中央处理器cpu包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。中央处理器从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作系列,从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成,其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字和特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。①运算逻辑部件。可以执行定点或浮点的算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址的运算和转换。②寄存器部件。包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。通用寄存器又可分定点数和浮点数两类,它们用来保存指令中的寄存器操作数和操作结果。通用寄存器是中央处理器的重要组成部分 ,大多 数 指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度,其端口数目往往可影响内部操作的并行性。专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。控制寄存器通常用来指示机器执行的状态,或者保持某些指针,有处理状态寄存器、地址转换目录的基地址寄存器、特权状态寄存器、条件码寄存器、处理异常事故寄存器以及检错寄存器等。有的时候,中央处理器cpu中还有一些缓存,用来暂时存放一些数据指令,缓存越大,说明中央处理器cpu的运算速度越快,目前市场上的中高端中央处理器cpu都有2M左右的二级缓存。③控制部件。主要负责对指令译码,并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。其结构有两种:一种是以微存储为核心的微程序控制方式;一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。微存储中保持微码,每一个微码对应于一个最基本的微操作,又称微指令;各条指令是由不同序列的微码组成,这种微码序列构成微程序。中央处理器在对指令译码以后,即发出一定时序的控制信号,按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作,即可完成某条指令的执行。简单指令是由(3~5)个微操作组成,复杂指令则要由几十个微操作甚至几百个微操作组成。逻辑硬布线控制器 则完全是由随 机逻辑组成 。 指令译码后,控制器通过不同的逻辑门的组合,发出不同序列的控制时序信号,直接去执行一条指令中的各个操作。应用 大型、小型和微型计算机的中央处理器的规模和实现方式很不相同,工作速度也变化较大。中央处理器可以由几块电路块甚至由整个机架组成。如果中央处理器的电路集成在一片或少数几片大规模集成电路芯片上,则称为微处理器(见微型机)。中央处理器的工作速度与工作主频和体系结构都有关系。中央处理器的速度一般都在几个MIPS(每秒执行100万条指令)以上。有的已经达到几百 MIPS 。速度最快的中央处理器的电路已采用砷化镓工艺。在提高速度方面,流水线结构是几乎所有现代中央处理器设计中都已采用的重要措施。未来,中央处理器工作频率的提高已逐渐受到物理上的限制,而内部执行性(指利用中央处理器内部的硬件资源)的进一步改进是提高中央处理器工作速度而维持软件兼容的一个重要方向。

  最好不要长期停在100%,对cpu没影响,可长期温度过高,会使cpu附近主版电路和芯片因温度过高起变化,若时间过长,特别是在夏天,会对电脑造成伤害。

  一般的,最好不要高温运行大型软件,避免让cpu保持高占用率,要做好散热。另外,CPU占用100也可能是中了木马,但不能凭这点去判断,还需其他特征。

  我们常追求最新最快的 CPU ,但是不同年代的 CPU 究竟不同在哪里呢?如果真要解释得清楚,恐怕要写一本书出来。

  在 1980 年末,IBM 才开始大举进军个人计算机市场。在这之前,苹果早在 1976 年就推出了Apple I 个人计算机,此时 Apple II 也已经成功地拥有很大数量的用户了。IBM PC 使用的CPU 厂商 Intel 其实早在 1976 年也推出了一款型号叫 8086 的 CPU ,其后不久的 8088 和它很相近,比起现代的 CPU 来说,它们可以说是慢得象蜗牛了:最快的只有 8MHz!Intel 相继 8086 和 8088 之后还推出了 80186 和 80188 ,但不是很成功。但是 Intel 打算将系统部件合并到 CPU 去的概念却对后来生产更快的 CPU ,如 80286/80386,起到很重要的作用。从 80386 起人们就把 80 给去掉了,直接称为 x86 了。当 Intel 在推出 486 其后下一代的产品时,厂商将 CPU 型号命名为 Pentium ,从此,PII, P!!!, P4 等不同年代的 CPU 也都以 Pentium 命名。但在程序界中,仍有不少人继续称 Pentium CPU 为 586, 686 的,只是越来越少人坚持如此了。

  所有年代的 CPU 都有一个特性:向后(旧)兼容。也就是说:486 的 CPU 可以跑 386 的程序,但不能跑专为 586 写的程序。故此,许多程序设计师在发布程序版本的时候,仍冠以 i368 的名字(其中的 i 就是 Intel 的意思)。

  要真正发挥 CPU 的效率,与周边设施的配合是密不可分的。 因为他们要在同一速率上才能工作,时间上必须要配合默契。当 CPU 完成了一个运算之后,I/O 也要同时将产生的运算结果传达出去,也同时传给 CPU 下一个运算数据。这情形就像接力赛那样,如果时间不吻合,接力棒就会丢了。不过,CPU 处理数据往往要比单纯的数据交接更须时间。聪明的 CPU设计工程师想出了一道绝招:就是将 CPU 运行于比 BUS (所有系统数据的运送信道)快一定倍数的速度上。这样等周边反应过来的同时,CPU 也率先完成运用了

  这是一个最受新手关注的指标,指的就是CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某款CPU是多少兆赫兹的,而这个多少兆赫兹就是“CPU的主频”。在学校经常听见一些人问,XXX网吧的CPU2.66G!XXX网吧的才2G,有人用2.66G的赛扬与2.0G-2.66G的P4比,这是无知的表现,和他们争是无意义的:)。主频虽与CPU速度有关系,但确对不是绝对的正比关系,因为CPU的运算速度还要看CPU流水线(流水线下面介绍)的各方面性能指标(缓存、指令集,CPU位数等)。因此主频不代表CPU的整体性能,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。主频的计算公式为:主频=外频*倍频。

  外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率,单位是MHz(兆赫兹)。在早期的电脑中,内存与主板之间的同步运行的速度等于外频,在这种方式下,可以理解为CPU外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。对于目前的计算机系统来说,两者完全可以不相同,但是外频的意义仍然存在,计算机系统中大多数的频率都是在外频的基础上,乘以一定的倍数来实现,这个倍数可以是大于1的,也可以是小于1的。

  CPU的倍频,全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系,这个比值就是倍频系数,简称倍频。理论上倍频是从1.5一直到无限的,但需要注意的是,倍频是以以0.5为一个间隔单位。外频与倍频相乘就是主频,所以其中任何一项提高都可以使CPU的主频上升。 原先并没有倍频概念,CPU的主频和系统总线的速度是一样的,但CPU的速度越来越快,倍频技术也就应允而生。它可使系统总线工作在相对较低的频率上,而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为:主频 === 外频 x 倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数,当外频不变时,提高倍频,CPU主频也就越高。

  这东西学地理的应该懂,高一下册地理书有说,他相当于一个公程的一部分一部分,我自己打个比喻!比如:就拿跑步和走路来说,就分为2级流水线,即左脚,再右脚,再一直循环下去,一级的话就可以说成是双脚一起跳,这样效率当然低,对吧。。。。。。这就是生活的流水线,当你左脚走出去之后,如果发现前面有一堆大便,只好重来了(设一次一定走2步)这就是流水线级别上去之后跟随的错误一出来CPU就要重新计算。。。。。。。。也许我说得不太明白,下面引用别人的话来说,转自网友“毛笔小新”

  在制造CPU的过程中,除了硬件设计之外,还有逻辑设计,流水线设计就属于逻辑设计范畴,举个例子来讲,比如说一家汽车工厂,在生产汽车的过程中采用了四个大组分别来完成四个生产步骤:1组生产汽车底盘,二组给底盘上装引擎,三组给汽车装外壳及轮胎,四组做喷漆,装玻璃及其他,这就叫做一条四级的流水线.(现在的大型汽车生产厂也的确是按照类似流水线来提高生产效率的). 假设每个步骤需要1小时,那么如果我们让1大组在做完1辆车的底盘后马上开始生产下一辆的底盘,二大组在做完一辆车的引擎后立刻投入下一辆车引擎的组装,以次类推三,四组的工作也如此,这样一来,每一小时就会有一辆奔驰或宝马被生产出来,这就相当于是CPU的指令排序执行. 但如果我们还想提升工厂的生产效率,又该怎么办呢?那么我们就可以将上述的每个大组在分成2个小组,形成一条8级的生产流水线,这样就形成每个小组(注意是小组)只需要半小时就可以完成自己的工作,那么相应的每半小时就会有一辆汽车走下生产线,这样就提高了效率(这里不太好理解,请大家仔细想想就会明白).

  根据这个道理,CPU的流水线也就不难理解了,只不过是把生产汽车变成了执行程序指令而已,原理上是相通的。

  那么这里可以想到,如果再把流水线加长,是不是效率还可以提高呢? 当人们把这个想法运用到CPU设计中时才发现,由于采用流水线来安排指令,所以非常不灵活,一旦某一级的指令执行出错的话,整条流水线就会停止下来,再一极一级地去找出错误,然后把整条流水线清空,重新载入指令,这样一来,会浪费很多时间,执行效率反而十分低下,为了解决这个问题,科学家们又采用了各种预测技术来提高指令执行的正确率,希望在保持长流水线的同时尽量避免发生清空流水线的悲剧,这就是经常看到的Intel的广告该处理器采用了先进的分支预测技术....,当你明白了上面我所讲的后,你就知道了吹得那么玄乎,其实也就不过如此.

  还有不得不说的就是:长流水线会让CPU轻易达到很高的运行频率,但在这2G,3G的频率中又有多少是真正有效的工作频率呢? 而且级数越多,所累计出来的延迟越长,因为工作小组在交接工作时是会产生信号延迟的,虽然每个延迟很短,但20甚至30级的流水线所累计出来的延迟是不可忽视的,这样就形成了一个很好笑的局面,流水线技术为处理器提升了频率,但又因为自身的缺陷产生了很大的效率空白,将优势抵消掉,高频率的CPU还会带来高功耗和高发热量,所以说流水线并非越长越好

  近年来Intel的奔四处理器经过了三个阶段的发展,最早的奔四采用的是(威廉)核心,该核心只有13级的流水线G,速度一般,第二代的奔四采用的(northwoog北木)核心,这个核心有20级流水线,由于流水线级数比较合适,所以大副提升了奔四的速度,但又未影响执行效率,当时的奔四2.4A是一款经典产品,将AMD的速龙XP系列一直压制住,Intel因此尝到了甜头,很快就推出了Prescott(波塞冬)核心,这个长达31级流水线的新核心将奔四带入了近3G的速度,这个数字是AMD可望而不可及的,但人们很快发现新奔四的实际运行效率还不如老核心奔四,然尔频率却那么高,发热和功耗那么大,Intel凭借这块新核心光荣地获得了高频低能的美名,这个时候AMD适时推出了速龙64系列,全新的架构,20级的流水线,不高的发热与功耗,最重要的是低频高效,一举击败了新奔四,获得了很高的评价,Intel也吞下了自己造的苦果:被迫停止了4G奔四的开发,失去了不少的市场份额,连总裁贝瑞特也在IDF05上给大众下跪以求原谅.

  CPU缓存(Cache Memory)位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。由此可见,在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(缓存+内存)就变成了既有缓存的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。

  缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,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缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。

  正是这样的读取机制使CPU读取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。总的来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。

  最早先的CPU缓存是个整体的,而且容量很低,英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求,而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存,此时就把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存(Data Cache,D-Cache)和指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时,用新增的一种一级追踪缓存替代指令缓存,容量为12KμOps,表示能存储12K条微指令。

  随着CPU制造工艺的发展,二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中,容量也在逐年提升。现在再用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存,已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变,此时其以相同于主频的速度工作,可以为CPU提供更高的传输速度。

  二级缓存是CPU性能表现的关键之一,在CPU核心不变化的情况下,增加二级缓存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二级缓存上有差异,由此可见二级缓存对于CPU的重要性。

  CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中,当缓存中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有二级缓存的CPU中,读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取二级缓存的命中率也在80%左右(从二级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。目前的较高端的CPU中,还会带有三级缓存,它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的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。

  为了保证CPU访问时有较高的命中率,缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器,LRU算法是把命中行的计数器清零,其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存,提高缓存的利用率。

  CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高

  前端总线是处理器与主板北桥芯片或内存控制集线器之间的数据通道,其频率高低直接影响CPU访问内存的速度;BIOS可看作是一个记忆电脑相关设定的软件,可以通过它调整相关设定。BIOS存储于板卡上一块芯片中,这块芯片的名字叫COMS RAM。但就像ATA与IDE一样,大多人都将它们混为一谈。

  因为主板直接影响到整个系统的性能、稳定、功能与扩展性,其重要性不言而喻。主板的选购看似简单,其实要注意的东西很多。选购时当留意产品的芯片组、做工用料、功能接口甚至使用简便性,这就要求对主板具备透彻的认识,才能选择到满意的产品。

  总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说,就是多个部件间的公共连线,用于在各个部件之间传输信息。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。总线的种类很多,前端总线的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。

  CPU就是通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道,因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大,如果没足够快的前端总线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。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,即数据带宽=(总线。目前PC机上所能达到的前端总线MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU,较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。

  CPU和北桥芯片间总线的速度,更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的,也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次,它更多的影响了PIC及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆,主要的原因是在以前的很长一段时间里(主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时),前端总线频率与外频是相同的,因此往往直接称前端总线为外频,最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展,人们发现前端总线频率需要高于外频,因此采用了QDR(Quad Date Rate)技术,或者其他类似的技术实现这个目前。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得前端总线倍甚至更高,从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。

本文链接:http://textandcandy.com/zhengyong/390.html