CPU是Central Processing Unit的縮寫,即中央處理器。CPU發(fā)展至今,其中所集成的電子元件也越來越多,上萬個晶體管構成了CPU的內部結構。那么這上百萬個晶體管是如何工作的呢?看上去似乎很深奧,但歸納起來,CPU的內部結構可分為控制單元,邏輯單元和存儲單元三大部分。CPU的工作原理就象一個工廠對產品的加工過程:進入工廠的原料(指令),經過物資分配部門(控制單元)的調度分配,被送往生產線(邏輯運算單元),生產出成品(處理后的數(shù)據)后,再存儲在倉庫(存儲器)中,最后等著拿到市場上去賣(交由應用程序使用)。
CPU是整個微機系統(tǒng)的核心,它往往是各種檔次微機的代名詞,CPU的性能大致上反映出微機的性能,因此它的性能指標十分重要。CPU主要的性能指標有:
1.主頻,倍頻,外頻:主頻是CPU的時鐘頻率(CPU Clock Speed)即系統(tǒng)總線的工作頻率。一般說來,主頻越高,CPU的速度越快。由于內部結構不同,并非所有的時鐘頻率相同的CPU的性能都一樣。外頻即系統(tǒng)總線的工作頻率;倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數(shù)。三者關系是:主頻=外頻x倍頻。
2.內存總線速度(Memory-Bus Speed): 指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的通信速度。
3.擴展總線速度(Expansion-Bus Speed): 指安裝在微機系統(tǒng)上的局部總線如VESA或PCI總線接口卡的工作速度。
4.工作電壓(Supply Voltage): 指CPU正常工作所需的電壓。早期CPU的工作電壓一般為5V,隨著CPU主頻的提高,CPU工作電壓有逐步下降的趨勢,以解決發(fā)熱過高的問題。
5.地址總線寬度:地址總線寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間,對于486以上的微機系統(tǒng),地址線的寬度為32位,最多可以直接訪問4096 MB的物理空間。
6.數(shù)據總線寬度:數(shù)據總線寬度決定了CPU與二級高速緩存、內存以及輸入/輸出設備之間一次數(shù)據傳輸?shù)男畔⒘俊?/p>
7.內置協(xié)處理器:含有內置協(xié)處理器的CPU,可以加快特定類型的數(shù)值計算,某些需要進行復雜計算的軟件系統(tǒng),如高版本的AUTO CAD就需要協(xié)處理器支持。
8.超標量:是指在一個時鐘周期內CPU可以執(zhí)行一條以上的指令。Pentium級以上CPU均具有超標量結構;而486以下的CPU屬于低標量結構,即在這類CPU內執(zhí)行一條指令至少需要一個或一個以上的時鐘周期。
9.L1高速緩存即一級高速緩存:內置高速緩存可以提高CPU的運行效率,這也正是486DLC比386DX-40快的原因。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,這也正是一些公司力爭加大L1級高速緩沖存儲器容量的原因。不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。
10.采用回寫(Write Back)結構的高速緩存:它對讀和寫操作均有效,速度較快。而采用寫通(Write-through)結構的高速緩存,僅對讀操作有效。