第2章CPU之1.ppt

1．字长 指CPU可以同时处理的二进制数据的位数。是其最重要的一个性能标志，人们通常所说的16位机、32位机、64位机就是指该计算机中的CPU可以同时处理16位、32位、64位的二进制数据。 2．CPU外频 CPU外频，是主板为CPU提供的基准时钟频率，而CPU的工作频率则是由倍频系数乘以外频得来的。 3．CPU主频 CPU主频也称工作频率，是CPU内核(整数和浮点运算器)电路的实际运行频率。 我们知道，Pentium可以在一个时钟周期内执行两条运算指令，假如主频为100MHz的Pentium可以在1秒钟内执行2亿条指令，那么主频为200MHz的Pentium每秒钟就能执行4亿条指令，因此CPU主频越高，计算机运行速度就越快。主频=外频×倍频，比如P4 2G处理器，它的外频是400MHZ，则倍频为5× 4．前端总线(FSB)频率 前端总线就是CPU总线，总线是将计算机微处理器与内存芯片以及与之通信的设备连接起来的硬件通道。前端总线将CPU连接到主内存和通向磁盘驱动器、调制解调器以及网卡这类系统部件的外设总线。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。 　　前端总线（FSB）频率是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于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＝（总线频率×数据位宽）÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz,1066MHz,1333MHz几种，前端总线频率越大，代表着CPU与内存之间的数据传输量越大，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。 外频与前端总线频率的区别： 前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s（1Byte=8bit）。 　　主板支持的前端总线是由芯片组决定的，一般都带有足够的向下兼容性。如865PE主板支持800MHz前端总线，那安装的CPU的前端总线可以是800MHz，也可以是533MHz，但这样就无法发挥出主板的全部功效。 5．L1和L2Cache的容量和速率 L1和L2Cache的容量和速率对提高计算机的速度起着关键的作用，尤其是L2 Cache对提高运行2D图形处理商业软件的速度有显著作用。 设置L2Cache是从486时代开始的，目的是弥补L1Cache(一级高速缓存)容量的不足，以最大程度地减小由于内存速度的限制对CPU运行造成的瓶颈。CPU的L2 Cache(二级高速缓存)分芯片内部和芯片外部两种。设置在CPU芯片内部的L2 Cache运行速度与主频相同， 6．扩展指令 “扩展指令”或“特殊扩展指令”是指CPU在X86指令集的基础上扩展的新指令。最早出现的扩展指令是Intel公司的MMX，其次是AMD公司的3DNow!，最后是PenfiumⅢ中的SSE和Pentium4的SSE2、SSE3、SSE4。 MMX：是“多媒体指令集”的缩写，共有57条指令。MMX主要用于增强CPU对多媒体信息的处理，提高CPU处理图形、视频和音频信息的能力，但由于只对整数运算进行了优化而没有加强浮点方面的运算能力，所以在3D图形日趋广泛、因特网3D网页应用日趋增多的情况下，MMX已心有余而力不足了。 SSE：是英语Internet Streaming SIMD Extensions(因特网数据流单指令序列扩展)的缩写，它是Intel公司首次应用于PentiumⅢ中的。SSE共有70条指令，不但涵盖了原MMX和3D Now!指令集中的所有功能，而且特别加强了浮点处理能力，另外还针对目前因特网的发展趋势，加强了CPU处理3D网页和其他音像信息的能力。 SSE2：是Intel在SSE基础上新增了76条指令，主要扩展了多媒体程序的性能，首先应用于Pentium4处理器。 SSE3是Intel在P4的Prescott版中引入的指令集，AMD在Athlon 64的第五个版本中也添加了对它的支持。这个指令集扩展的指令包含寄存器的局部位之间的运算，例如高位和低位之间的加减运算；浮点数到整数的转换，以及对超线程技术的支持。 SSE4指令集是Conroe架构所引入的新指令集。给英特尔下一代平台带来“