1. 程式人生 > 其它 >處理器講堂開始啦!大佬帶你看處理器效能結構!

處理器講堂開始啦!大佬帶你看處理器效能結構!

為增進大家對處理器的認識,本文將對處理器的效能結構予以介紹。

前兩篇處理器相關文章中,小編對處理器發展歷史、處理器工作原理以及處理器和微處理器的區別有所闡述。為增進大家對處理器的認識,本文將對處理器的效能結構予以介紹。如果你對處理器具有興趣,不妨繼續往下閱讀哦。

一、效能衡量指標

對於CPU而言,影響其效能的指標主要有主頻、 CPU的位數、CPU的快取指令集、CPU核心數和IPC(每週期指令數)。所謂CPU的主頻,指的就是時鐘頻率,它直接的決定了CPU的效能,可以通過超頻來提高CPU主頻來獲得更高效能。而CPU的位數指的就是處理器能夠一次性計算的浮點數的位數,通常情況下,CPU的位數越高,CPU 進行運算時候的速度就會變得越快。21世紀20年代後個人電腦使用的CPU一般均為64位,這是因為64位處理器可以處理範圍更大的資料並原生支援更高的記憶體定址容量,提高了人們的工作效率。而CPU的快取指令集是儲存在CPU內部的,主要指的是能夠對CPU的運算進行指導以及優化的硬程式。一般來講,CPU 的快取可以分為一級快取、二級快取和三級快取,快取效能直接影響CPU處理效能。部分特殊職能的CPU可能會配備四級快取。

二、CPU結構

通常來講,CPU的結構可以大致分為運算邏輯部件、暫存器部件和控制部件等。所謂運算邏輯部件,主要能夠進行相關的邏輯運算,如:可以執行移位操作以及邏輯操作,除此之外還可以執行定點或浮點算術運算操作以及地址運算和轉換等命令,是一種多功能的運算單元。而暫存器部件則是用來暫存指令、資料和地址的。控制部件則是主要用來對指令進行分析並且能夠發出相應的控制訊號。而計算機的記憶體又可以分為隨機存取儲存器(RAM)和只讀儲存器(ROM)。兩者的區別在於,隨機存取儲存器能夠與CPU直接的進行資料的交換,也可以將其稱為主存。對於RAM可以隨時的進行讀寫,而且這個過程的速度很快,因此由於主存所具有的這個優點也往往將其作為作業系統或其他正在執行中的程式的臨時資料儲存媒介;而只讀儲存器ROM是一種只能讀出事先所存資料的儲存器,使用者對於其內部儲存的資料沒有改變的許可權也無法對其進行刪除,並且在電源關閉以後資料並不會消失。這種記憶體也得到了廣泛的應用,在那些資料不需要經常變更的電子或電腦系統中得到了很好地應用。

對於中央處理器來說,可將其看作一個規模較大的積體電路,其主要任務是加工和處理各種資料。傳統計算機的儲存容量相對較小,其對大規模資料的處理過程中具有一定難度,且處理效果相對較低。隨著我國資訊科技水平的迅速發展,隨之出現了高配置的處理器計算機,將高配置處理器作為控制中心,對提高計算機CPU的結構功能發揮重要作用。中央處理器中的核心部分就是控制器、運算器,其對提高計算機的整體功能起著重要作用,能夠實現寄存控制、邏輯運算、訊號收發等多項功能的擴散,為提升計算機的效能奠定良好基礎。

積體電路在計算機內起到了調控訊號的作用,根據使用者操作指令執行不同的指令任務。中央處理器是一塊超大規模的積體電路。它由運算器、控制器、暫存器等組成,如下圖,關鍵操作在於對各類資料的加工和處理。

傳統計算機儲存容量較小,面對大規模資料集的操作效率偏低。新一代計算機採用高配置處理器作為控制中心,CPU在結構功能方面有了很大的提升空間。中央處理器以運算器、控制器為主要裝置,逐漸擴散為邏輯運算、寄存控制、程式編碼、訊號收發等多項功能。這些都加快了CPU調控效能的優化升級。

三、CPU匯流排

CPU匯流排是在計算機系統中最快的匯流排,同時也是晶片組與主機板的核心。人們通常把和CPU直接相連的區域性匯流排叫做CPU匯流排或者稱之為內部匯流排,將那些和各種通用的擴充套件槽相接的區域性匯流排叫做系統匯流排或者是外部匯流排。在內部結構比較單一的CPU中,往往只設置一組資料傳送的匯流排即CPU內部匯流排,用來將CPU內部的暫存器和算數邏輯運算部件等連線起來,因此也可以將這一類的匯流排稱之為ALU匯流排。而部件內的匯流排,通過使用一組匯流排將各個晶片連線到一起,因此可以將其稱為部件內匯流排,一般會包含地址線以及資料線這兩組線路。系統匯流排指的是將系統內部的各個組成部分連線在一起的線路,是將系統的整體連線到一起的基礎;而系統外的匯流排,是將計算機和其他的裝置連線到一起的基礎線路。

以上便是此次小編帶來的“處理器”相關內容,通過本文,希望大家對處理器的效能結構具備一定的瞭解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將於後期帶來更多精彩內容。最後,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!