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CPU名词解释

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2024年6月1日发(作者:糜骏桀)

CPU名词解释:

1. 前端总线:

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。选购主板和CPU时,要注意两者搭配问题。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。目前PC机上所能达到

的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz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。显然同等条件下,前端总线越快,系统性能越好。

2. 接口

CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展,采用的

接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口,对

应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同,在插孔数、体积、形状都有变化,

所以不能互相接插。现在的接口分为:

A.AMD-Socket A,754,939,940,AM2

B.Intel-478,775

3. 主频

CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU

是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行

速度,其实不然。CPU的主频 表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际

的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一

个确定的公式能够定 量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的

各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速

度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如

AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能以较低的主频,达到英特尔公 司的Pentium 4

系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名。

因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整 体性能。

4. 外频 倍频

说到处理器外频,就要提到与之密切相关的两个概念:倍频与主频,主频就是CPU的时

钟频率;倍频即主频与外频之比的倍数。主频、外频、倍频,其关系式:主频=外频×

倍频。一个CPU默认的外频只有一个,主板必须能支持这个外频。因此在选购主板和

CPU时必须注意这点,如果两者不匹配,系统就无法工作。此外,现在CPU的倍频很

多已经被锁定,所以超频时经常需要超外频。外频改变后系统很多其他频率也会改变,

除了CPU主频外,前端总线频率、PCI等各种接口频率,包括硬盘接口的频率都会改变,

都可能造成系统无法正常运行。当然有些主板可以提供锁定各种接口频率的功能,对成

功超频有很大帮助。

5. 制造工艺

微电子技术的发展与进步,主要是靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩

小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。芯片制造工艺在 1995年以

后,从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90纳米一直

发展到目前最新的65纳米,而45 纳米和30纳米的制造工艺将是下一代CPU的发展目

标。提高处理器的制造工艺具有重大的意义,因为更先进的制造工艺会在CPU内部集成

更多的晶体管,使处理器实现更多的功能和更高的性能;更先进的制造工艺会使处理器

的核心面积进一步减小,也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的CPU产品,直

接降低了CPU的产品成本,从而最终会降低CPU的销售价格使广 大消费者得利;更先

进的制造工艺还会减少处理器的功耗,从而减少其发热量,解决处理器性能提升的障碍.....

处理器自身的发展历史也充分的说明了这一 点,先进的制造工艺使CPU的性能和功能

一直增强,而价格则一直下滑。

6.核心

核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU所有的计算、接受/存储命令、

处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、

执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。为了便于CPU设计、

生产、销售的管理,CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号,这也就是所谓的

CPU核心类型。不同的CPU(不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如Pentium

4的Northwood,Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等),甚至同一种核心

都会有不同版本的类型(例如 Northwood核心就分为B0和C1等版本),核心版本的变

更是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化普通消费者是很

少去注意 的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如0.25um、0.18um、0.13um

以及0.09um等)、核心面积(这是决定CPU成本的关键因 素,成本与核心面积基本上

成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构

和支持的指令集(这两点是决定CPU实际性能 和工作效率的关键因素)、功耗和发热量

的大小、封装方式(例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等)、接口类型(例如Socket

370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940等等)、前端总线频率(FSB)

等等。因此,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。

7.一级,二级缓存

CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小

的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存

读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读 写速度快很多,这样会使CPU

花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。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。

a. 一级缓存(Level 1 Cache)简称L1 Cache,位于CPU内核的旁边,是与CPU结合最为

紧密的CPU缓存,也是历史上最早出现的CPU缓存。由于一级缓存的技术难度和制造

成本最高,提高容量所带来的技术难度增加和成本增加非常大,所带来的性能提升却不

明显,性价比很低,而且现有的一级缓存的命中率已经很高,所以一级缓存是所有缓存

中容量最小的,比二级缓存要小得多。

b. 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。

8。TDP功耗

TDP的英文全称是“Thermal Design Power”,中文翻译为“热设计功耗”,是反应一颗处理

器热量释放的指标,它的含义是当处理器达到负荷最大的时候,释放出的热量,单位为

瓦(W)。TDP功耗可以大致反映出CPU的发热情况,实际上,制约CPU发展的一个重

要问题就是散热问题。温度可以说是CPU的杀手,显然发热量低的CPU设计有 望达到

更高的工作频率,并且在整套计算机系统的设计、电池使用时间乃至环保方面都是大有

裨益。目前的台式机CPU,TDP功耗超过100W基本是不可取 的,比较理想的数值是

低于50W。

9.多媒体指令集

CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配

合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效

工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,

而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single

instruction multiple data-Extensions 2)和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分

别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展

指 令集称为"CPU的指令集"。

2024年6月1日发(作者:糜骏桀)

CPU名词解释:

1. 前端总线:

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。选购主板和CPU时,要注意两者搭配问题。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。目前PC机上所能达到

的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz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。显然同等条件下,前端总线越快,系统性能越好。

2. 接口

CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展,采用的

接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口,对

应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同,在插孔数、体积、形状都有变化,

所以不能互相接插。现在的接口分为:

A.AMD-Socket A,754,939,940,AM2

B.Intel-478,775

3. 主频

CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU

是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行

速度,其实不然。CPU的主频 表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际

的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一

个确定的公式能够定 量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的

各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速

度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如

AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能以较低的主频,达到英特尔公 司的Pentium 4

系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名。

因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整 体性能。

4. 外频 倍频

说到处理器外频,就要提到与之密切相关的两个概念:倍频与主频,主频就是CPU的时

钟频率;倍频即主频与外频之比的倍数。主频、外频、倍频,其关系式:主频=外频×

倍频。一个CPU默认的外频只有一个,主板必须能支持这个外频。因此在选购主板和

CPU时必须注意这点,如果两者不匹配,系统就无法工作。此外,现在CPU的倍频很

多已经被锁定,所以超频时经常需要超外频。外频改变后系统很多其他频率也会改变,

除了CPU主频外,前端总线频率、PCI等各种接口频率,包括硬盘接口的频率都会改变,

都可能造成系统无法正常运行。当然有些主板可以提供锁定各种接口频率的功能,对成

功超频有很大帮助。

5. 制造工艺

微电子技术的发展与进步,主要是靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩

小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。芯片制造工艺在 1995年以

后,从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90纳米一直

发展到目前最新的65纳米,而45 纳米和30纳米的制造工艺将是下一代CPU的发展目

标。提高处理器的制造工艺具有重大的意义,因为更先进的制造工艺会在CPU内部集成

更多的晶体管,使处理器实现更多的功能和更高的性能;更先进的制造工艺会使处理器

的核心面积进一步减小,也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的CPU产品,直

接降低了CPU的产品成本,从而最终会降低CPU的销售价格使广 大消费者得利;更先

进的制造工艺还会减少处理器的功耗,从而减少其发热量,解决处理器性能提升的障碍.....

处理器自身的发展历史也充分的说明了这一 点,先进的制造工艺使CPU的性能和功能

一直增强,而价格则一直下滑。

6.核心

核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU所有的计算、接受/存储命令、

处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、

执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。为了便于CPU设计、

生产、销售的管理,CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号,这也就是所谓的

CPU核心类型。不同的CPU(不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如Pentium

4的Northwood,Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等),甚至同一种核心

都会有不同版本的类型(例如 Northwood核心就分为B0和C1等版本),核心版本的变

更是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化普通消费者是很

少去注意 的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如0.25um、0.18um、0.13um

以及0.09um等)、核心面积(这是决定CPU成本的关键因 素,成本与核心面积基本上

成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构

和支持的指令集(这两点是决定CPU实际性能 和工作效率的关键因素)、功耗和发热量

的大小、封装方式(例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等)、接口类型(例如Socket

370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940等等)、前端总线频率(FSB)

等等。因此,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。

7.一级,二级缓存

CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小

的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存

读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读 写速度快很多,这样会使CPU

花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。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。

a. 一级缓存(Level 1 Cache)简称L1 Cache,位于CPU内核的旁边,是与CPU结合最为

紧密的CPU缓存,也是历史上最早出现的CPU缓存。由于一级缓存的技术难度和制造

成本最高,提高容量所带来的技术难度增加和成本增加非常大,所带来的性能提升却不

明显,性价比很低,而且现有的一级缓存的命中率已经很高,所以一级缓存是所有缓存

中容量最小的,比二级缓存要小得多。

b. 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。

8。TDP功耗

TDP的英文全称是“Thermal Design Power”,中文翻译为“热设计功耗”,是反应一颗处理

器热量释放的指标,它的含义是当处理器达到负荷最大的时候,释放出的热量,单位为

瓦(W)。TDP功耗可以大致反映出CPU的发热情况,实际上,制约CPU发展的一个重

要问题就是散热问题。温度可以说是CPU的杀手,显然发热量低的CPU设计有 望达到

更高的工作频率,并且在整套计算机系统的设计、电池使用时间乃至环保方面都是大有

裨益。目前的台式机CPU,TDP功耗超过100W基本是不可取 的,比较理想的数值是

低于50W。

9.多媒体指令集

CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配

合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效

工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,

而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single

instruction multiple data-Extensions 2)和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分

别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展

指 令集称为"CPU的指令集"。

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