計算機各部件問題

時間 2022-08-17 11:25:07

1樓:匿名使用者

運算器,控制器合起來就是cpu了。cpu是整個電腦的核心,它處理電腦中的一切事物,由於電腦裡面都是二進位制運算,所以cpu從本質上說就是時刻在進行二進位制運算罷了。只不過那些有0和1組成的是指令,這些指令控制電腦裡的一切。

cpu的重要技術指標有

1、主頻,也就是cpu的時鐘頻率,簡單地說也就是cpu的工作頻率。一般說來,乙個時鐘週期完成的指令數是固定的,所以主頻越高,cpu的速度也就越快了。不過由於各種cpu的內部結構也不盡相同,所以並不能完全用主頻來概括cpu的效能。

至於外頻就是系統匯流排的工作頻率;而倍頻則是指cpu外頻與主頻相差的倍數。用公式表示就是:主頻=外頻×倍頻。

2、記憶體匯流排速度或者叫系統匯流排速度,一般等同於cpu的外頻。記憶體匯流排的速度對整個系統效能來說很重要,由於記憶體速度的發展滯後於cpu的發展速度,為了緩解記憶體帶來的瓶頸,所以出現了二級快取,來協調兩者之間的差異,而記憶體匯流排速度就是指cpu與二級(l2)快取記憶體和記憶體之間的工作頻率。

3、l1快取記憶體,也就是我們經常說的一級快取記憶體。在cpu裡面內建了快取記憶體可以提高cpu的執行效率。內建的l1快取記憶體的容量和結構對cpu的效能影響較大,不過高速緩衝儲存器均由靜態ram組成,結構較複雜,在cpu管芯面積不能太大的情況下,l1級快取記憶體的容量不可能做得太大。

採用回寫(writeback)結構的快取記憶體。它對讀和寫操作均有可提供快取。而採用寫通(write-through)結構的快取記憶體,僅對讀操作有效。

在486以上的計算機中基本採用了回寫式快取記憶體。在目前流行的處理器中,奔騰ⅲ和celeron處理器擁有32kb的l1快取記憶體,奔騰4為8kb,而amd的duron和athlon處理器的l1快取記憶體高達128kb。

4、l2快取記憶體,指cpu第二層的快取記憶體,第乙個採用l2快取記憶體的是奔騰pro處理器,它的l2快取記憶體和cpu執行在相同頻率下的,但成本昂貴,市場生命很短,所以其後奔騰ii的l2快取記憶體執行在相當於cpu頻率一半下的。接下來的celeron處理器又使用了和cpu同速執行的l2快取記憶體,現在流行的cpu,無論是athlonxp和奔騰4,其l2快取記憶體都是和cpu同速執行的。除了速度以外,l2快取記憶體容量也會影響cpu的效能,原則是越大越好,現在家庭用cpu容量最大的是512kb,而伺服器和工作站上用cpu的l2快取記憶體更高達1mb-3mb。

5、流水線技術、超標量。流水線(pipeline)是intel首次在486晶元中開始使用的。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線。

在cpu中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線,然後將一條x86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行,這樣就能實現在乙個cpu時鐘週期完成一條指令,因此提高了cpu的運算速度。超流水線是指某型cpu內部的流水線超過通常的5~6步以上,例如奔騰4的流水線就長達20步。將流水線設計的步(級)數越多,其完成一條指令的速度越快,因此才能適應工作主頻更高的cpu。

超標量是指在乙個時鐘週期內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,只有奔騰級以上cpu才具有這種超標量結構;這是因為現代的cpu越來越多的採用了risc技術,所以才會有超標量的cpu。

6、協處理器或者叫數學協處理器。在486以前的cpu裡面,是沒有內建協處理器的。由於協處理器主要的功能就是負責浮點運算,因此386、286、8088等等微機cpu的浮點運算效能都相當落後,自從486以後,cpu一般都內建了協處理器,協處理器的功能也不再侷限於增強浮點運算。

現在cpu的浮點單元(協處理器)往往對多**指令進行了優化。比如intel的mmx技術,mmx是「多**擴充套件指令集」的縮寫。mmx是intel公司在2023年為增強奔騰cpu在音像、圖形和通訊應用方面而採取的新技術。

為cpu新增加57條mmx指令,把處理多**的能力提高了60%左右。現在的cpu已經普遍內建了這些多**指令集,例如現在奔騰4內建了sse2指令集,而athlonxp則內建增強型的3dnow!指令集。

7、工作電壓。工作電壓指的也就是cpu正常工作所需的電壓。早期cpu(386、486)由於工藝落後,它們的工作電壓一般為5v(奔騰等是3.

5v/3.3v/2.8v等),隨著cpu的製造工藝與主頻的提高,cpu的工作電壓有逐步下降的趨勢,intel最新出品的tualatin核心celeron已經採用1.

475v的工作電壓了。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題。這對於膝上型電腦尤其重要。

8、亂序執行和分枝**,亂序執行是指cpu採用了允許將多條指令不按程式規定的順序分開發送給各相應電路單元處理的技術。分枝是指程式執行時需要改變的節點。分枝有無條件分枝和有條件分枝,其中無條件分枝只需要cpu按指令順序執行,而條件分枝則必須根據處理結果再決定程式執行方向是否改變,因此需要「分枝**」技術處理的是條件分枝。

9、製造工藝,製造工藝雖然不會直接影響cpu的效能,但它可以可以極大地影響cpu的整合度和工作頻率,製造工藝越精細,cpu可以達到的頻率越高,整合的電晶體就可以更多。第一代奔騰cpu的製造工藝是0.35微公尺,最高達到266mhz的頻率,pii和賽揚是0.

25微公尺,頻率最高達到450mhz。銅礦核心的奔騰ⅲ製造工藝縮小到了0.18微公尺,最高頻率達到1.

13ghz。最新northwood核心的奔騰4cpu製造工藝達到0.13微公尺,目前頻率已經達到2.

4ghz,估計達到3ghz也沒有問題。在明年,intelcpu的製造工藝會達到0.09公釐。

2樓:老唐

cpu是由控制器和運算器等等組成。

cpu內部結構大概可以分為控制單元、運算單元、儲存單元和時鐘等幾個主要部分。

運算器是計算機對資料進行加工處理的中心,它主要由算術邏輯部件(alu:arithmetic and logic unit)、暫存器組和狀態暫存器組成。alu主要完成對二進位制資訊的定點算術運算、邏輯運算和各種移位操作。

通用暫存器組是用來儲存參加運算的運算元和運算的中間結果。狀態暫存器在不同的機器中有不同的規定,程式中,狀態位通常作為轉移指令的判斷條件。

控制器是計算機的控制中心,它決定了計算機執行過程的自動化。它不僅要保證程式的正確執行,而且要能夠處理異常事件。控制器一般包括指令控制邏輯、時序控制邏輯、匯流排控制邏輯、中斷控制邏輯等幾個部分。

3樓:匿名使用者

樓上說的就不重複了。下面就列出影響cpu效能的主要技術指標:

1、主頻,也就是cpu的時鐘頻率,簡單地說也就是cpu的工作頻率。

2、記憶體匯流排速度或者叫系統匯流排速度,一般等同於cpu的外頻。

3、l1快取記憶體,也就是我們經常說的一級快取記憶體。

4、l2快取記憶體,指cpu第二層的快取記憶體5、流水線技術、超標量

6、協處理器或者叫數學協處理器

7、工作電壓。工作電壓指的也就是cpu正常工作所需的電壓。

8、製造工藝

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