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cpu什么意思

2023-09-16 11:08:00
TAG: cpu
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主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel英特尔和AMD,在这点上也存在着很大的争议,从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一块1G的全美达处理器来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。

所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强( Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等等各方面的性能指标。

主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。

2.外频

外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。

目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈,下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。

3.前端总线(FSB)频率

前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,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。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。

外频与前端总线(FSB)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一亿次;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÷8bit/Byte=800MB/s。

其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。

4、CPU的位和字长

位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。

字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。

5.倍频系数

倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Inter 酷睿2 核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。

6.缓存

缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。

L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。

L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。

L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。

其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。

但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。

7.CPU扩展指令集

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)、SEE3、SSE4系列和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。通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE4也是最先进的指令集,英特尔酷睿系列处理器已经支持SSE4指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE4指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。

8.CPU内核和I/O工作电压

从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

9.制造工艺

制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。最近官方已经表示有32纳米的制造工艺了。

10.指令集

(1)CISC指令集

CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。

要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。

虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,Pentium 4系列,最后到今天的酷睿2系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。

(2)RISC指令集

RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。

(3)IA-64

EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。

Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。

IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。

(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)

AMD公司设计,可以在同一时间内处理64位的整数运算,并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址,同时提供转换为32位定址选项;但数据操作指令默认为32位和8位,提供转换成64位和16位的选项;支持常规用途寄存器,如果是32位运算操作,就要将结果扩展成完整的64位。这样,指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别,其指令字段是8位或32位,可以避免字段过长。

x86-64(也叫AMD64)的产生也并非空穴来风,x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存,而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求,加强x86指令集的功能,使这套指令集可同时支持64位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算,AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充,但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持32和64位代码及寄存器,x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器.

而今年也推出了支持64位的EM64T技术,再还没被正式命为EM64T之前是IA32E,这是英特尔64位扩展技术的名字,用来区别X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode,和AMD的X86-64技术类似,采用64位的线性平面寻址,加入8个新的通用寄存器(GPRs),还增加8个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似,Intel的64位技术将兼容IA32和IA32E,只有在运行64位操作系统下的时候,才将会采用IA32E。IA32E将由2个sub-mode组成:64位sub-mode和32位sub-mode,同AMD64一样是向下兼容的。Intel的EM64T将完全兼容AMD的X86-64技术。现在Nocona处理器已经加入了一些64位技术,Intel的Pentium 4E处理器也支持64位技术。

应该说,这两者都是兼容x86指令集的64位微处理器架构,但EM64T与AMD64还是有一些不一样的地方,AMD64处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。

11.超流水线与超标量

在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。

超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。

12.封装形式

CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。

13、多线程

同时多线程Simultaneous multithreading,简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计,几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑十分具有吸引力。Intel从3.06GHz Pentium 4开始,所有处理器都将支持SMT技术。

14、多核心

多核心,也指单芯片多处理器(Chip multiprocessors,简称CMP)。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较, SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。目前,IBM 的Power 4芯片和Sun的 MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存,提高缓存利用率,同时简化多处理器系统设计的复杂度。

2005年下半年,Intel和AMD的新型处理器也将融入CMP结构。新安腾处理器开发代码为Montecito,采用双核心设计,拥有最少18MB片内缓存,采取90nm工艺制造,它的设计绝对称得上是对当今芯片业的挑战。它的每个单独的核心都拥有独立的L1,L2和L3 cache,包含大约10亿支晶体管。

15、SMP

SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构的简称,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,一个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。像双至强,也就是所说的二路,这是在对称处理器系统中最常见的一种(至强MP可以支持到四路,AMD Opteron可以支持1-8路)。也有少数是16路的。但是一般来讲,SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上多处理器,常规的一般是8个到16个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见,像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。

构建一套SMP系统的必要条件是:支持SMP的硬件包括主板和CPU;支持SMP的系统平台,再就是支持SMP的应用软件。为了能够使得SMP系统发挥高效的性能,操作系统必须支持SMP系统,如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系统。即能够进行多任务和多线程处理。多任务是指操作系统能够在同一时间让不同的CPU完成不同的任务;多线程是指操作系统能够使得不同的CPU并行的完成同一个任务 。

要组建SMP系统,对所选的CPU有很高的要求,首先、CPU内部必须内置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)单元。Intel 多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllers–APICs)的使用;再次,相同的产品型号,同样类型的CPU核心,完全相同的运行频率;最后,尽可能保持相同的产品序列编号,因为两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候,有可能会发生一颗CPU负担过高,而另一颗负担很少的情况,无法发挥最大性能,更糟糕的是可能导致死机。

16、NUMA技术

NUMA即非一致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的一致性有多种解决方案,需要操作系统和特殊软件的支持。图2中是Sequent公司NUMA系统的例子。这里有3个SMP模块用高速专用网络联起来,组成一个节点,每个节点可以有12个CPU。像Sequent的系统最多可以达到64个CPU甚至256个CPU。显然,这是在SMP的基础上,再用NUMA的技术加以扩展,是这两种技术的结合。

17、乱序执行技术

乱序执行(out-of-orderexecution),是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。分枝技术:(branch)指令进行运算时需要等待结果,一般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。

18、CPU内部的内存控制器

许多应用程序拥有更为复杂的读取模式(几乎是随机地,特别是当cache hit不可预测的时候),并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行(out of order execution)这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令(无论这些数据来自CPU cache还是主内存系统)。当前低段系统的内存延迟大约是120-150ns,而CPU速度则达到了3GHz以上,一次单独的内存请求可能会浪费200-300次CPU循环。即使在缓存命中率(cache hit rate)达到99%的情况下,CPU也可能会花50%的时间来等待内存请求的结束- 比如因为内存延迟的缘故。

你可以看到Opteron整合的内存控制器,它的延迟,与芯片组支持双通道DDR内存控制器的延迟相比来说,是要低很多的。英特尔也按照计划的那样在处理器内部整合内存控制器,这样导致北桥芯片将变得不那么重要。但改变了处理器访问主存的方式,有助于提高带宽、降低内存延时和提升处理器性

制造工艺:现在CPU的制造工艺是0.35微米,最新的PII可以达到0.28微米,在将来的CPU制造工艺可以达到0.18微米。

ardim

cpu的意思是中央处理器,是一台电脑的核心。一般来说cpu的使用率不会太高,除非运行很大的程序,或者是中毒。

wpwipi

把原来的QQ卸载再重装安装一次QQ。或者安装杀毒软件查杀一次病毒。

CPU的流水线和IPC分别是什么概念?

cpu流水线技术是一种将指令分百解为多步,并让不同指令的各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理,以加速程序运行过程的技术。IPC(Inter-Process Communication,进程间通信)度。采用流水线技术后,并没有加速单条指令的执行,每条指令的操作步骤一个也不能少,只是多条指令的不同操作步骤同时执行,因而从总体上看加快了指令流速度,缩短了程序执行时间。扩展资料:流水线技术通过增加计算机硬件来实现的。它要求各功能段能互相独立地工作,这就要增加硬件,相应地也加大了控制的复杂性。如果没有互相独立的操作部件,很可能会发生各种冲突。例如要能预取指令,就需增加指令的硬件电路,并把取来的指令存放到指令队列缓冲器中,使微处理器能同时进行取指令和分析、执行指令的操作。
2023-09-16 03:04:471

cpu五级流水线访存和写回的区别

指令不同。存储器访问指令往往是指令集中最重要的指令类型之一,访存(MemoryAccess)是指存储器访问指令将数据从存储器中读出,或者写入存储器的过程。写回(Write-Back)是指将指令执行的结果写回通用寄存器组的过程。如果是普通运算指令,该结果值来自于执行阶段计算的结果。如果是存储器读指令,该结果来自于访存阶段从存储器中读取出来的数据。最基本的CPU流水线分成5级,如果将每一步细化便可以扩展到10级。流水线必须实现相同的目标:引入指令,输出结果,但级数的不同会让效率发生变化。
2023-09-16 03:05:031

流水cpu中的主要问题是

流水cpu中的主要问题是资源相关、数据相关、控制相关。根据查询相关资料信息显示,资源相关是多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用同一个功能部件发生的冲突,数据相关是在一个程序中,如果必须等前一条指令执行完毕后,才能执行后一条指令,控制相关是由转移指令引起的。流水CPU是以时间并行性为原理构造的处理器,其中CPU按流水线方式组织,通常由三部分组成:指令部件、指令队列、执行部件。这三个功能部件可以组成一个3级流水线。为了使存储器的存取时间能与流水线的其他各过程段的速度相匹配,一般都采用多体交叉存储器。
2023-09-16 03:05:101

具有指令流水线结构的CPU,一般情况下指令的执行时间主要取决于(66) 。

【答案】:C在流水线结构中,一般是把一条指令的执行过程分解成若干阶段,每个阶段都独立运行,而每个阶段的开始执行都是从一个时钟周期开始的,不同的执行阶段可能用的时钟周期不同。为了流水线处理的方便,我们一般都把占用时钟周期最多的执行阶段所用的时钟周期作为每个执行阶段的执行时间。比如,把一条指令的执行过程主要分解为取指令、分析、执行和写结果4个阶段。所用的时钟周期分别为2、3、4、2,那么,执行完这条指令所用的时间就是16个时钟周期。当然,CPU的时钟周期是不固定的,不同的机器可能不同。CPU的时钟周期长的机器处理一条指令用的时间就长。因此,执行指令的时间主要取决于CPU的时钟周期。
2023-09-16 03:05:171

具有指令流水线功能的cpu特点是

具有指令流水线功能的cpu特点有如下几点:1、提高指令并行度,重复设置器件、流水线。2、提高器件利用率,规划指令的执行顺序。3、提高器件执行速率。
2023-09-16 03:05:241

某超标量cpu的指令流水线的度为2是什么意思

超标量(superscalar)CPU架构是指在一颗处理器内核中实行了指令级并行的一类并行运算。这种技术能够在相同的CPU主频下实现更高的CPU吞吐率。 超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以空间换取时间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。
2023-09-16 03:05:301

CPU的流水线和IPC分别是什么概念

1、cpu流水线技术是一种将指令分解为多步,并让不同指令的各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理,以加速程序运行过程的技术。指令的每步有各自独立的电路来处理,每完成一步,就进到下一步,而前一步则处理后续指令。2、IPC(Inter-Process Communication,进程间通信)。IPC ( CPU 每一时钟周期内所执行的指令多少) IPC代表了一款处理器的设计架构,一旦该处理器设计完成之后,IPC值就不会再改变了。在这里,IPC值的高低起到了决定性的作用,而频率似乎不再高于一切。扩展资料:流水线技术不能加快指令的执行速度。每一条指令不能以较少的步骤操作,而是同时执行多条指令的不同操作步骤,从而加快指令流的整体速度,缩短程序的执行时间。为了进一步满足普通流水线设计无法满足的更高时钟频率的要求,高端处理器中的流水线深度正在一代一代地增加。当管道深度大于5-6时,通常称为超级管道。显然,流水线级别越多,每个级别所需的时间越短,可以设计的时钟周期越短,指令速度越快,指令的平均执行时间越短。参考资料来源:百度百科-cpu流水线技术参考资料来源:百度百科-IPC
2023-09-16 03:06:021

小白求大神,cpu流水线数量是越多越好么

不一定!流水线级数多少与cpu性能之间没有必然的联系……比如早年的奔腾4吧,它的流水线级数就很多,但是与流水线级数更少的Athlon64相比,性能并没有太多优势。
2023-09-16 03:06:183

为什么CPU流水线设计的级越长,完成一条指令的速度就越快?

流水线越长越快?不对吧………有很多干扰因素的
2023-09-16 03:07:153

CPU的流水线的各方面的性能指标是指哪些方面?

性能指标·主频  主频也叫时钟频率,单位是MHz,用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的认识,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的量值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD,在这点上也存在着很大的争议,我们从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器生产厂家,有人曾经拿过一块1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。  所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。   当然,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频是CPU性能表现的一个方面,而不能代表CPU的整体性能。   ·外频外频是CPU的基准频率,单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。说白了,在台式机中,我们所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。   目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度,在这种方式下,可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈,下面我们在前端总线的介绍中谈谈两者的区别。 ·前端总线(FSB)频率前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,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。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。   外频与前端总线(FSB)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÷8bit/Byte=800MB/s。   其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。之前我们知道IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。 ·CPU的位和字长  位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。   字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。 ·倍频系数  倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,而AMD之前都没有锁。 ·缓存  缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。   L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。   L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量通常有256KB-2MB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存可以有256KB-3MB,有的4MB也不为过。   L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。      其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。   但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
2023-09-16 03:07:461

现在cpu流水线是多少级的啊?

流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水不同的CPU核心的流水线深度也不一样英特尔最新推出了第六代酷睿产品,采用全新一代的架构,性能提示、功能降低、续航更加长久、无论办公学习、畅玩游戏或者观看超高清音箱播放,均得心应手,您也可以试试。
2023-09-16 03:07:552

流水线技术怎么样提高处理器的性能

  CPU的流水线  1.主频  主频也叫时钟频率,单位是MHz,用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD,在这点上也存在着很大的争议,我们从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一快1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。  所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。  当然,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。  3.前端总线(FSB)频率  前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据带宽)/8,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。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。  6.缓存  缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。  11.超流水线与超标量  在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。  超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。  12.封装形式  CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。  好了,上面贴的一些都是和CPU的运行效率直接相关的参数,剩下的参数,有的太简单,有的我们不常接触到.没有贴,  好,看一下流水线的来由,大家都知道,两个CPU会比一个CPU快,但是为什么呢,也不会出现,一个CPU,运行WORD,一个CPU,运行CS呀, 那是因为,把指令细分成线程后,他们可以分别运行,cyrix的MII,当时不是有个技术么,乱序运行!!就是提高运行效率的一个手段,流水线,也是这种目的,P4,的时候,就20级流水线了,就是说,CPU运行一次的时候,等于,20个CPU(没有流水线),同时运行一样,这本来是什么呢,运行速度一下子,提高了20倍  但是,事实上并不是这样,为什么呢,这20个东东运行完了,得把他们再拼一起呀,还有一件事,如果拼错了,(下面的工人装不上,就认为是原料有问题)他就认为,这次的运行结果是错的,说,"重来"吧. 那么,有一个CPU,只有10级流水线,但是由于他们的管理很好,每次运行都不返工,所以,他们的生产效率反而更高!!!  AMD,和INTEL,现在正是这种情况,一个抓管理,管理上去了,下面的工人出错的才少,(返工次数少)  一个抓技术,工人熟练了,生产的东西,质量才高!!(每次出来的东西多)  当然,又抓管理,又抓技术,两手都要抓,两手都要硬,这是中国人的想法,都抓的人,显然什么都没抓好,都破产了,现在只有这两家还存活着,......现在我想给流水线一个公正一点的说法, 如果你的CPU组装的水平很差,那当然,流水线越多,你越乱,就像,你的水平不行, 管理了,10000多个程序员高手, 项目乱的一团糟, 但是,如果你是一个管理经验丰富的人, 下面的人一下也不会做活, 那么,项目也是一个失败, 幸好,事实上,并不是这样绝对,管理员也是差不多的水平, 程序员也是差不多的水平, 那么你建一个项目, 你选好的程序员,还是好的管理员!!!  我说,不一定,我得看是什么项目, 如果项目是一般的项目, 一般的管理员就可以了,那么,我当然选好的程序员, 项目完成的又快又好, 一个程序,本身就可以乱序运行, 那么,INTEL的CPU当然就是最好了, 反正,大家都不会返工!!!!! 但是一个项目是很复杂的, 而代码量并不多, 那么,当然是选好的管理员, 如果一个程序,就是针对测试而测试的, 导致,CPU运算不断的返工, 那当然就是AMD的CPU好, 比如,大浮点数的运行,AMD,比INTEL的高50%现在看不到这种比较了, 但是,你可以查一查,以前的资料, 有PIII1G,与AMD速龙1G的比较, 这个差异到现在也没有改变, 这就是为什么AMD的CPU,显卡得分,会比INTEL的高, 3Dmark2001的得分,一般都比INTEL的高, 而,business stone,INTEL 一般都比AMD要高, SYSMARK,也是,INTEL 比AMD要高, 因为这些程序不复杂,(线程复杂,和我们想的程序本身复杂是两回事)  买CPU也是一样, AMD,和INTEL谁好,????? 我也不知道,我喜欢AMD,但我目前确实使用的是INTEL, 家里的两台机子全是INTEL. 没有AMD,INTEL不会这么便宜, 没有AMD,中国的D版软件..... 中国的组装机.............但是,我要为流水线正一正名, 并不是流水线长了,运行效率就低了, 流水线长了,运行效率绝对是高了, 但是,运行出错的代价是大了,流水线,这本身是一个提高效率的技术, 怎么现在的人,都当成是,因为提高频率,所必须采用的手段呢????? 当时没有流水线的时候, 流水线一出来的时候, 大家都认为这是提高效率的秘密武器呀!!!  越是实际的程序,越容易发生流水线返工,因此P4效能越差。  倒是纯粹的理论测试,比如sandra,pcmark还有3dmark之类P4表现不错(老实说P4在3dmark里面的表现相对于在bussiness winstone里面算好的了),而到了实际测试,特别是bussiness winstone(直接调用office源代码)或者sciencemark(直接编译的标准量子化学代码)里面,p4的表现那叫一个菜。。。。连P4c都不是同PR的AthlonXP的对手。  至于sysmark里面Intel的分高,那是一个著名的bug,因为sysmark认为AthlonXP不支持SSE,结果是AthlonXP用x87浮点对抗专门为SSE优化的多媒体代码,自然性能不成(即使这样Intel也没有多少优势)  在bussiness winstone 2002的测试结果,看看就会发现,P4 3.2c的性能刚刚可以匹敌公认为虚标最严重的AthlonXp 3200+。 当然,多媒体性能上P4 3.2c还是毫无疑问的战胜AXP 3200+,毕竟,AXP不支持SSE2。  即使没有流水线返工,长流水线的性能也就和短流水线相同,因为每条流水线每周期就只能执行一条指令(p4有个怪异的设计就是如果跑配对的两个简单微指令,那么两个可以并成一个执行,所以如果你反复执行完全相同的指令比如a=a+1一百亿次,那么P4比AthlonXP要快一倍),所以长流水在任何角度也不可能提升效率。  长流水的唯一好处就是,电路比较简单,设计起来比较容易.解释的详细一点就是,并不是说20级流水线每次执行的动作比10级流水线多一倍,相反,他们能执行的实际功能是一样的,只是每级执行的操作简单了一些。  比如,一个工厂造螺丝,可以分成两级流水,一个人造螺丝,一个人车螺纹。也可以分成100个步骤,第一个人负责拿铁块,第二个人负责递,第三个人负责往上画线。。。。第99个人车单数螺纹,第100个人负责擦掉粉尘。  如果每个步骤耗费的时间都一样,那么两种做法速度完全一样,唯一的区别是,前面的办法工人素质必须很高,因为他每个人干了对方50个人的活。
2023-09-16 03:08:021

为什么增加流水线层级可以提高CPU主频?但过长的流水层可能造成CPU实际效果低的现象,为什么?

对于CPU来说,它的工作可分为获取指令、解码、运算、结果几个步骤。其中前两步由指令控制器完成,后两步则由运算器完成。按照传统的方式,所有指令按顺序执行,先由指令控制器工作,完成一条指令的前两步,然后运算器工作,完成后两步,依此类推……很明显,当指令控制器工作时运算器基本上处于闲置状态,当运算器在工作时指令控制器又在休息,这样就造成了相当大的资源浪费。于是CPU借鉴了工业生产中被广泛应用的流水线设计,当指令控制器完成了第一条指令的前两步后,直接开始第二条指令的操作,运算器单元也是,这样就形成了流水线。流水线设计可最大限度地利用了CPU资源,使每个部件在每个时钟周期都在工作,从而提高了CPU的运算频率。工业生产中采用增设工人的方法加长流水线作业可有效提高单位时间的生产量,而CPU采用级数更多的流水线设计可使它在同一时间段内处理更多的指令,有效提高其运行频率。如Intel在Northwood核心Pentium4处理器中设计的流水线为20级,而在Prescott核心Pentium4处理器中其流水线达到了31级,而正是超长流水线的使用,使得Pentium4在和AthlonXP(整数流水线10级,浮点流水线15级)的频率大战中取得了优势。CPU工作时,指令并不是孤立的,许多指令需要按一定顺序才能完成任务,一旦某个指令在运算过程中发生了错误,就可能导致整条流水线停顿下来,等待修正指令的修正,流水线越长级数越多,出错的几率自然也变得更大,旦出错影响也越大。在一条流水线中,如果第二条指令需要用到第一条指令的结果,这种情况叫做相关,一旦某个指令在运算过程中发生了错误,与之相关的指令也都会变得无意义。最后,由于导电体都会产生延时,流水线级数越长导电延迟次数就越多,总延时自然也就越长,CPU完成单个任务的时间就越长。因此,流水线设计也不是越长越好的
2023-09-16 03:08:131

2.8088/8086 CPU 的流水线处理具有哪些优点和缺点?其重要的意义

设置了发时间,我想修改
2023-09-16 03:08:222

为什么说流水线cpu的

一般说来,同等制程工艺的条件下,CPU的流水线级数越多,每一级电路设计的就越简单,就越容易工作在更高的频率下。即:流水线级数越多,主频越高。物极必反,流水线级数多虽然有利于提高主频并提升性能,但流水线复杂的同时也增加了运算过程中出错的概率。因此长流水线的CPU,实际性能反而受到很大的制约和影响。于是出现了短流水线的AMD速龙64可以依靠较低的主频狂虐高主频的奔4E、奔腾D系列。比如,Netburst架构奔腾4时代,一开始的北木核心奔4,只有20多级流水线,相应的最高主频只能达到3.2GHz,就是经典的P4 3.2c GHz。那个时候,英特尔进入了一个误区,以为提升CPU性能提高主频就可以了。为了继续提升主频,英特尔推出了Prescott核心的奔4,流水线级数增加到了丧心病狂的31级。相应的主频也提升到了3.8GHz。但在65nm工艺的条件下,3.8GHz大概是极限了,想风冷超越4GHz是几乎不可能的。于是有了英特尔CEO贝瑞特的惊人一跪,为自家产品达不到4GHz而向用户公开道歉。索性英特尔又回到了短流水线的正确道路,重拾高效的P6架构,加以改进推出了酷睿架构,开启了长达十余年的辉煌。
2023-09-16 03:08:321

电脑cpu扇热问题 3570k 玄冰400 大侠请进。。。。。。

先检查一下风扇的转速,是否能根据温度调节快慢,排除风扇转速问题如果这个没问题就检查下安装,硅脂多不会影响那么多散热,检查风扇是否装反,散热器是否与CPU完全接触等一切妥当如果还是这样的话,就解释成散热器不行吧给你个参考,我2550K,也是华擎板,风扇风灵TS120,20多度室温,定压超频4.5GAIDA64满载15分钟,60度,默认频55左右,待机都是不到40,刚开机大概30出头,三代比二代制作工艺更小功耗温度也应该更低,但是三代是硅脂封装,导热比焊锡封装的二代要差,综合比应该温度差不多
2023-09-16 03:08:412

"cpu流水线不是越长越多越好,而是越精越短越好."对不对?

这个要符合cpu设计的情况来.流水线越长..被打断后代价越大.比如又6级流水线..运行到1000的位置的时候..可能pc已经只想1005了..但是1000是个跳转指令那么后5条取出来的指令就浪费了.流水线如果做的很短..或者没有..很多情况下导致cpu工作频率上不去没有流水线意味着.你必须在一条指令时间内..完成取指令.译码.操作 等各个动作.如果有三个流水线的话..一条指令时间内只需要完成 指令 译码 操作中的其中一个就行了..所以很容易就把频率提高上去(设置cpu时)但愿这些对你又帮助.
2023-09-16 03:08:542

为什么CPU流水线设计的级越长,完成一条指令的速度就越快

CPU性能无非就两种。一种是频率。一种是晶体管数量。而现在频率难提升。所以只能从晶体管数量上想办法了。所以就出现了双核多核。单核心因为制造工艺问题只能在一定功耗下集成一定数量的晶体管要是再多那么成品率就会降低。所以才生产多个单核然后再集成在一起。而晶体管数量到一定程度必然功耗也到一定程度。所以为了控制功耗又能保证晶体管数量所以从制造工艺上改进了。工艺越先进可以在一定功耗下集成的晶体管越多成品率越高。晶体管大小直接影响功耗。做的越小功耗越低。但是功耗都是在一定限制范围内的。
2023-09-16 03:09:192

"cpu流水线不是越长越多越好,而是越精越短越好."对不对?

这个要符合cpu设计的情况来.流水线越长..被打断后代价越大.比如又6级流水线..运行到1000的位置的时候..可能pc已经只想1005了..但是1000是个跳转指令那么后5条取出来的指令就浪费了.流水线如果做的很短..或者没有..很多情况下导致cpu工作频率上不去没有流水线意味着.你必须在一条指令时间内..完成取指令.译码.操作等各个动作.如果有三个流水线的话..一条指令时间内只需要完成指令译码操作中的其中一个就行了..所以很容易就把频率提高上去(设置cpu时)但愿这些对你又帮助.
2023-09-16 03:09:291

CPU流水线中写后写相关为什么会冲突

流水线技术简单理解就是让CPU同时执行多条指令,但有的指令之间会互相影响,为了抵消这种影响,需要用空指令将它们隔开。
2023-09-16 03:09:381

多周期cpu和流水线的区别

最大的区别点就是说这种周期性的CPU和流水线,在处理的过程中,它的CPU处理的那个更好一点。
2023-09-16 03:09:471

8086CPU在硬件上如何支持2级流水线?

8086处理器有一个超级简单的指令流水线2级:取指和执行。如下是一个大致的示意图,BIU负责取指,EU负责指令译码,执行和回写执行结果到相应的IA寄存器堆中(包括通用寄存器和标志寄存器)或者内存中。这两个单元各自独立运作,所以可以同时进行取指和指令执行操作。
2023-09-16 03:09:551

小白提问:为什么CPU流水线越深,频率就可以越高?

流水线越深,每一级流水线上的操作就可以更少,自然时钟频率就可以上去
2023-09-16 03:10:071

cpu中有一条以上的流水线且每个时钟周期可以完全一条以上的指令的技术是什么?

流水线技术是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。
2023-09-16 03:10:171

关于CPU的,流水线越长频率越高这个原理是什么?

就是有水平 不错
2023-09-16 03:10:252

i510210u主频多少?

i5-10210U为4核心8线程,频率1.6-4.2GHz,6MB三级缓存,采用UHD核显(24 EU),TDP 15W,规格比定位相同的八代酷睿i5-8265U主要有两点变化,一是最大睿频由3.9GHz提高到4.2GHz,二是内存频率由DDR4-2400提高到DDR4-2666。适用于笔记本电脑。扩展资料CPU频率:CPU频率,就是CPU的时钟频率,简单说是CPU运算时的工作的频率(1秒内发生的同步脉冲数)的简称。单位是Hz。它决定计算机的运行速度,随着计算机的发展,主频由过去MHZ发展到了当前的GHZ(1GHZ=10^3MHZ=10^6KHZ= 10^9HZ)。通常来讲,在同系列微处理器,主频越高就代表计算机的速度也越快,但对于不同类型的处理器,它就只能作为一个参数来作参考。另外CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。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。因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。说到处理器主频,就要提到与之密切相关的两个概念:倍频与外频,外频是CPU的基准频率,单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度,而且绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度,在这种方式下,可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态;倍频即主频与外频之比。主频、外频、倍频,其关系式:主频=外频×倍频。早期的CPU并没有“倍频”这个概念,那时主频和系统总线的速度是一样的。随着技术的发展,CPU速度越来越快,内存、硬盘等配件逐渐跟不上CPU的速度了,而倍频的出现解决了这个问题,它可使内存等部件仍然工作在相对较低的系统总线频率下,而CPU的主频可以通过倍频来无限提升(理论上)。我们可以把外频看作是机器内的一条生产线,而倍频则是生产线的条数,一台机器生产速度的快慢(主频)自然就是生产线的速度(外频)乘以生产线的条数(倍频)了。厂商基本上都已经把倍频锁死,要超频只有从外频下手,通过倍频与外频的搭配来对主板的跳线或在BIOS中设置软超频,从而达到计算机总体性能的部分提升。购买的时候要尽量注意CPU的外频。参考资料来源:百度百科-Intel 酷睿i5 10210U
2023-09-16 03:10:471

为什么流水线越长CPU效能越差?

流水线越长CPU效能越差?什么流水线?
2023-09-16 03:11:124

cpu的流水线是多少级的?

P4 northwood是 20级。PD、以及 proscott核心的P4、CD是31级。闪龙(754)是12级 462的闪龙是10级。K8架构的速龙、闪龙等都是14级流水线K10目前手头没资料……
2023-09-16 03:11:232

CPU是流水线级数少好,还是多好??

流水线级数越高,越容易提升主频.越低,执行效率越高.这两者是矛盾的.这两年比较流行的是短流水线设计,因为频率受到了发热量的限制,流水线再高也上不去了.
2023-09-16 03:11:321

1.4ghz和2.4ghz区别

1.4ghz和2.4ghz区别:1、通常主频越高,CPU处理数据的速度就越快,CPU总的运算速度还要看CPU的流水线,总线等各方面的性能指标,所以频率的高低,没有直接的可比性。2、工艺改进,构架改进,运算算法改进,造成CPU性能之间的不同。3、CPU频率要是架构相同情况下肯定是大的好,至于不同架构则要比较效率和频率的综合,构架,工艺相同,型号不同的CPU 频率也会有所不同。4、频率高的CPU,性能则会突出一些,因为性能基本是按频率线性增加的,所以频率增加多少,性能基本也会提升多少。扩展资料:1、1.4ghz款在使用时的实际频率是不止1.4ghz,性能十分接近2.4ghz款,大约仅仅相差8%,在各种应用和使用场景中速度和性能都十分接近。2、1.4ghz款有只有两个type-c接口,2.4ghz款有四个type-c接口。3、1.4ghz款的ssd速度1800m/s,2.4ghz款的ssd速度2800m/s。4、1.4ghz款的音响和2.4ghz款的音响是不一样的,音效差距很明显,2.4ghz款据说内置杜比的算法。5、1.4ghz款只有一个风扇,而2.4ghz款有两个风扇。
2023-09-16 03:11:511

当代计算机为什么要采用流水线技术和cache存储技术

好好学微机原理。1.流水线(pipeline)技术是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。简单的说,流水线可以在同一个时间启动2个或以上的操作,借此来提高性能。2.Cache存储器是位于CPU与内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。为提高cpu和内存之间的数据交换速度而设计,
2023-09-16 03:12:292

流水CPU是由一系列叫做“段”的处理线路组成的。和具有m个并行部件的cpu相比,一个m段流水线CPU

任务借过
2023-09-16 03:12:413

什么是计算机流水线?

计算机流水线(Pipeline)技术是目前广泛应用于微处理芯片(CPU)中的一项关键技术,计算机流水线技术指的是对CPU内部的各条指令的执行方式的一种形容,要了解它,就必须先了解指令及其执行过程。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5-6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5-6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。计算机指令,就是告诉CPU要做什么事的一组特定的二进制集合。如果我们将CPU比喻成一个加工厂,那么,一条指令就好比一张订单,它引发了CPU_加工厂的一系列动作,最后分别得到了运算结果和产品。那么,它们到底是怎样工作的呢首先,要有一个接收订单的部门--CPU的取指令机构;其次,还要有完成订单的车间--CPU的执行指令机构。在工厂中,一张订单上的产品被分成了许多道工序,而指令亦在CPU中转换成了许多条对应的微操作,依次完成它们,就执行完了整条指令。执行指令的方式及流水线技术在低档的CPU中,指令的执行是串行的,简单地说,就是执行完了一条指令后、再执行下一条指令,好比我们上面提到的那个加工厂在创业之初,只有一间小车间及孤军奋战的老板,那么,当他接到一张订单之后,他必然忙于完成第1张订单,而没有能力去接第2张订单。这样接订单→完成订单→接订单→取指令→执行指令→取指令→是一个串行的过程。后来,老板发现接受订单不费太多时间,而且他还有了一个帮工,他们可以相互独立地工作,这样,老板就在完成上张订单产品的同时,接受下一张订单的订货。这表现在CPU上就是取指令机构与执行指令机构的分开,这样从CPU整体来看,CPU在执行上条指令的同时,又在并行地取下条指令。这在CPU技术上是一个质的飞跃,它使得CPU从串行工作变为并行工作,从而具有了流水线的雏型。
2023-09-16 03:12:483

流水线CPU和非流水线CPU在处理程序中断方法上有什么不同

我想到的有编译器不同、中断时间不同、并发数不同。http://read.pudn.com/downloads136/doc/580209/weijiyuanli/13PipelineHazards.pdf
2023-09-16 03:13:251

流水线结构在cpu中的运用是一种什么思维

类比思维。cpu流水线技术是一种将指令分解为多步,并让不同指令的各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理,因此流水线结构在cpu中运用类比思维。用流水线技术后,并没有加速单条指令的执行,每条指令的操作步骤一个也不能少,只是多条指令的不同操作步骤同时执行,因而从总体上看加快了指令流速度,缩短了程序执行时间。
2023-09-16 03:13:441

CPU的流水线和IPC分别是什么概念?

IPC(instruction per clock)  实际上是频率和IPC在真正影响CPU性能。准确的CPU性能判断标准应该是:CPU性能=IPC(CPU每一时钟周期内所执行的指令多少)×频率(MHz时钟速度),这个公式最初由英特尔提出并被业界广泛认可。如果将英特尔用于企业级服务器的主频为800MHz的安腾处理器(英特尔的最高级系列CPU)与用于台式机的主频为1800MHz的奔腾4处理器进行对比,我们就会发现:主频仅为800MHz的安腾处理器在性能上竟然比主频高达1800MHz的奔腾4处理器还要强大。计算机流水线  计算机流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。计算机流水线(Pipeline)技术是目前广泛应用于微处理芯片(CPU)中的一项关键技术,计算机流水线技术指的是对CPU内部的各条指令的执行方式的一种形容,要了解它,就必须先了解指令及其执行过程。1、计算机指令及其执行过程  计算机指令,就是告诉CPU要做什么事的一组特定的二进制集合。如果我们将CPU比喻成一个加工厂,那么,一条指令就好比一张订单,它引发了CPU_加工厂的一系列动作,最后分别得到了运算结果和产品。那么,它们到底是怎样工作的呢?首先,要有一个接收订单的部门——CPU的取指令机构;其次,还要有完成订单的车间——CPU的执行指令机构。在工厂中,一张订单上的产品被分成了许多道工序,而指令亦在CPU中转换成了许多条对应的微操作,依次完成它们,就执行完了整条指令。2、执行指令的方式及流水线技术  在低档的CPU中,指令的执行是串行的,简单地说,就是执行完了一条指令后、再执行下一条指令,好比我们上面提到的那个加工厂在创业之初,只有一间小车间及孤军奋战的老板,那么,当他接到一张订单之后,他必然忙于完成第1张订单,而没有能力去接第2张订单。这样接订单→完成订单→接订单→……取指令→执行指令→取指令→……是一个串行的过程。后来,老板发现接受订单不费太多时间,而且他还有了一个帮工,他们可以相互独立地工作,这样,老板就在完成上张订单产品的同时,接受下一张订单的订货。这表现在CPU上就是取指令机构与执行指令机构的分开,这样从CPU整体来看,CPU在执行上条指令的同时,又在并行地取下条指令。这在CPU技术上是一个质的飞跃,它使得CPU从串行工作变为并行工作,从而具有了流水线的雏型。CPU在完成了上面这一步之后,剩下的就是如何提高并行处理能力的问题了,CPU的设计者们从加工厂的装配线得到启发,将一条指令的执行分解成了许多各不相同的多个工序_微指令,从而极大地简化了指令的复杂度,简化了逻辑设计,提高了速度。在具有流水线技术的CPU中,上条指令刚执行完第一道“工序”,马上第二条指令就加入了流水线中,开始执行。很明显,这种流水线技术要求有多个执行单元,这在X86芯片中均得到了实现。通过上面的介绍,我们已经了解到什么是流水线技术,这虽不是一种创新,但在技术的实现上则是一大难关,是CPU设计者对计算机发展的一大贡献。
2023-09-16 03:13:533

什么是CPU的流水线?

一个指令和一些参数在逻辑电路里走一圈,它走的那一圈就是流水线
2023-09-16 03:14:382

cpu流水线的简介

采用流水线技术后,并没有加速单条指令的执行,每条指令的操作步骤一个也不能少,只是多条指令的不同操作步骤同时执行,因而从总体上看加快了指令流速度,缩短了程序执行时间。为了进一步满足普通流水线设计所不能适应的更高时钟频率的要求,高档位处理器中的流水线的深度(级数)在逐代增多。当流水线深度在5~6级以上时,通常称为超流水线结构(Super Pipeline)。显然,流水线级数越多,每级所花的时间越短,时钟周期就可以设计的越短,指令速度越快,指令平均执行时间也就越短。流水线技术是通过增加计算机硬件来实现的。它要求各功能段能互相独立地工作,这就要增加硬件,相应地也加大了控制的复杂性。如果没有互相独立的操作部件,很可能会发生各种冲突。例如要能预取指令,就需增加指令的硬件电路,并把取来的指令存放到指令队列缓冲器中,使微处理器能同时进行取指令和分析、执行指令的操作。
2023-09-16 03:14:441

CPU中的流水线结构是什么意思?

在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。 超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III
2023-09-16 03:14:591

什么是cpu流水线?cell有几级流水线?分别是那些?

就是一条指令的处理需要用的步骤
2023-09-16 03:15:092

什么是流水线技术?流水线技术如何提高处理器的性能

为了进一步满足普通流水线设计所不能适应的更高时钟频率的要求,高档位处理器中的流水线的深度(级数)在逐代增多。当流水线深度在5~6级以上时,通常称为超流水线结构(SuperPipeline)。显然,流水线级数越多,每级所花的时间越短,时钟周期就可以设计的越短,指令速度越快,指令平均执行时间也就越短。cpu流水线技术是一种将指令分解为多步,并让不同指令的各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理,以加速程序运行过程的技术。指令的每步有各自独立的电路来处理,每完成一步,就进到下一步,而前一步则处理后续指令。
2023-09-16 03:15:181

流水线CPU的CPI怎么算

CPI CPI(Clock cycle Per Instruction)表示执行某个程序的指令平均时钟周期数则: CPI=TC/IC (IC[instrution counter]表示某个程序的所有指令的条数;tc表示执行某个程序所花费的时钟周期)
2023-09-16 03:15:251

解释下cpu 的超流水线技术

流水线技术、超标量。流水线(pipeline)是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高了CPU的运算速度。超流水线是指某型CPU内部的流水线超过通常的5~6步以上,例如奔腾4的流水线就长达20步。将流水线设计的步(级)数越多,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。这在486或者以前的CPU上是很难想象的,只有奔腾级以上CPU才具有这种超标量结构;这是因为现代的CPU越来越多的采用了RISC技术,所以才会有超标量的CPU。
2023-09-16 03:15:451

什么是流水线技术?流水线技术如何提高处理器的性能

为了进一步满足普通流水线设计所不能适应的更高时钟频率的要求,高档位处理器中的流水线的深度(级数)在逐代增多。当流水线深度在5~6级以上时,通常称为超流水线结构(Super Pipeline)。显然,流水线级数越多,每级所花的时间越短,时钟周期就可以设计的越短,指令速度越快,指令平均执行时间也就越短。cpu流水线技术是一种将指令分解为多步,并让不同指令的各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理,以加速程序运行过程的技术。指令的每步有各自独立的电路来处理,每完成一步,就进到下一步,而前一步则处理后续指令。
2023-09-16 03:15:531

cpu性能指标的流水技术

流水线(pipeline)是 Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就像工业生产上的装配流水线。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高了CPU的运算速度。超流水线是指某型 CPU内部的流水线超过通常的5~6步以上,例如Pentium pro的流水线就长达14步。将流水线设计的步(级)数越多,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。这在486或者以前的CPU上是很难想象的,只有Pentium级以上CPU才具有这种超标量结构;这是因为现代的CPU越来越多的采用了RISC技术,所以才会超标量的CPU。
2023-09-16 03:16:011

8086cpu流水线技术原理

按照流水线的输送方式大体可以分为:皮带流水装配线、板链线、倍速链、插件线、网带线、悬挂线及滚筒流水线这七类流水线。一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、涨紧装置、改向装置和支承件等组成。流水线可扩展性高,可按需求设计输送量,输送速度,装配工位,辅助部件(包括快速接头、风扇、电灯、插座、工艺看板、置物台、24V电源、风批等,因此广受企业欢迎。流水线是人和机器的有效组合,最充分体现设备的灵活性,它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合,以满足多品种产品的输送要求。输送线的传输方式有同步传输的(强制式),也可以是非同步传输(柔性式),根据配置的选择,可以实现装配和输送的要求。输送线在企业的批量生产中不可或缺。中文名流水线外文名Assembly line别名装配线,生产线组成牵引承载支承件 驱动涨紧装置快速导航流水线的优势流水线的特征流水线的形式优化设备知识各种流水线特点运输贮存问答特点操作规程计算机由来1769年,英国人乔赛亚·韦奇伍德开办埃特鲁利亚陶瓷工厂,在场内实行精细的劳动分工,他把原来由一个人从头到尾完成的制陶流程分成几十道专门工序,分别由专人完成。这样一来,原来意义上的“制陶工”就不复存在了,存在的只是挖泥工、运泥工、扮土工、制坯工等等制陶工匠变成了制陶工场的工人,他们必须按固定的工作节奏劳动,服从统一的劳动管理。
2023-09-16 03:16:142

cpu的流水线技术是什么?说的详细点好吗?我很菜的

  CPU的流水线  1.主频  主频也叫时钟频率,单位是MHz,用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD,在这点上也存在着很大的争议,我们从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一快1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。  所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。  当然,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。  3.前端总线(FSB)频率  前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据带宽)/8,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。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。  6.缓存  缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。  11.超流水线与超标量  在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。  超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。  12.封装形式  CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。  好了,上面贴的一些都是和CPU的运行效率直接相关的参数,剩下的参数,有的太简单,有的我们不常接触到.没有贴,  好,看一下流水线的来由,大家都知道,两个CPU会比一个CPU快,但是为什么呢,也不会出现,一个CPU,运行WORD,一个CPU,运行CS呀, 那是因为,把指令细分成线程后,他们可以分别运行,cyrix的MII,当时不是有个技术么,乱序运行!!就是提高运行效率的一个手段,流水线,也是这种目的,P4,的时候,就20级流水线了,就是说,CPU运行一次的时候,等于,20个CPU(没有流水线),同时运行一样,这本来是什么呢,运行速度一下子,提高了20倍  但是,事实上并不是这样,为什么呢,这20个东东运行完了,得把他们再拼一起呀,还有一件事,如果拼错了,(下面的工人装不上,就认为是原料有问题)他就认为,这次的运行结果是错的,说,"重来"吧. 那么,有一个CPU,只有10级流水线,但是由于他们的管理很好,每次运行都不返工,所以,他们的生产效率反而更高!!!  AMD,和INTEL,现在正是这种情况,一个抓管理,管理上去了,下面的工人出错的才少,(返工次数少)  一个抓技术,工人熟练了,生产的东西,质量才高!!(每次出来的东西多)  当然,又抓管理,又抓技术,两手都要抓,两手都要硬,这是中国人的想法,都抓的人,显然什么都没抓好,都破产了,现在只有这两家还存活着,......现在我想给流水线一个公正一点的说法, 如果你的CPU组装的水平很差,那当然,流水线越多,你越乱,就像,你的水平不行, 管理了,10000多个程序员高手, 项目乱的一团糟, 但是,如果你是一个管理经验丰富的人, 下面的人一下也不会做活, 那么,项目也是一个失败, 幸好,事实上,并不是这样绝对,管理员也是差不多的水平, 程序员也是差不多的水平, 那么你建一个项目, 你选好的程序员,还是好的管理员!!!  我说,不一定,我得看是什么项目, 如果项目是一般的项目, 一般的管理员就可以了,那么,我当然选好的程序员, 项目完成的又快又好, 一个程序,本身就可以乱序运行, 那么,INTEL的CPU当然就是最好了, 反正,大家都不会返工!!!!! 但是一个项目是很复杂的, 而代码量并不多, 那么,当然是选好的管理员, 如果一个程序,就是针对测试而测试的, 导致,CPU运算不断的返工, 那当然就是AMD的CPU好, 比如,大浮点数的运行,AMD,比INTEL的高50%现在看不到这种比较了, 但是,你可以查一查,以前的资料, 有PIII1G,与AMD速龙1G的比较, 这个差异到现在也没有改变, 这就是为什么AMD的CPU,显卡得分,会比INTEL的高, 3Dmark2001的得分,一般都比INTEL的高, 而,business stone,INTEL 一般都比AMD要高, SYSMARK,也是,INTEL 比AMD要高, 因为这些程序不复杂,(线程复杂,和我们想的程序本身复杂是两回事)  买CPU也是一样, AMD,和INTEL谁好,????? 我也不知道,我喜欢AMD,但我目前确实使用的是INTEL, 家里的两台机子全是INTEL. 没有AMD,INTEL不会这么便宜, 没有AMD,中国的D版软件..... 中国的组装机.............但是,我要为流水线正一正名, 并不是流水线长了,运行效率就低了, 流水线长了,运行效率绝对是高了, 但是,运行出错的代价是大了,流水线,这本身是一个提高效率的技术, 怎么现在的人,都当成是,因为提高频率,所必须采用的手段呢????? 当时没有流水线的时候, 流水线一出来的时候, 大家都认为这是提高效率的秘密武器呀!!!  越是实际的程序,越容易发生流水线返工,因此P4效能越差。  倒是纯粹的理论测试,比如sandra,pcmark还有3dmark之类P4表现不错(老实说P4在3dmark里面的表现相对于在bussiness winstone里面算好的了),而到了实际测试,特别是bussiness winstone(直接调用office源代码)或者sciencemark(直接编译的标准量子化学代码)里面,p4的表现那叫一个菜。。。。连P4c都不是同PR的AthlonXP的对手。  至于sysmark里面Intel的分高,那是一个著名的bug,因为sysmark认为AthlonXP不支持SSE,结果是AthlonXP用x87浮点对抗专门为SSE优化的多媒体代码,自然性能不成(即使这样Intel也没有多少优势)  在bussiness winstone 2002的测试结果,看看就会发现,P4 3.2c的性能刚刚可以匹敌公认为虚标最严重的AthlonXp 3200+。 当然,多媒体性能上P4 3.2c还是毫无疑问的战胜AXP 3200+,毕竟,AXP不支持SSE2。  即使没有流水线返工,长流水线的性能也就和短流水线相同,因为每条流水线每周期就只能执行一条指令(p4有个怪异的设计就是如果跑配对的两个简单微指令,那么两个可以并成一个执行,所以如果你反复执行完全相同的指令比如a=a+1一百亿次,那么P4比AthlonXP要快一倍),所以长流水在任何角度也不可能提升效率。  长流水的唯一好处就是,电路比较简单,设计起来比较容易.解释的详细一点就是,并不是说20级流水线每次执行的动作比10级流水线多一倍,相反,他们能执行的实际功能是一样的,只是每级执行的操作简单了一些。  比如,一个工厂造螺丝,可以分成两级流水,一个人造螺丝,一个人车螺纹。也可以分成100个步骤,第一个人负责拿铁块,第二个人负责递,第三个人负责往上画线。。。。第99个人车单数螺纹,第100个人负责擦掉粉尘。  如果每个步骤耗费的时间都一样,那么两种做法速度完全一样,唯一的区别是,前面的办法工人素质必须很高,因为他每个人干了对方50个人的活  看看吧,多少能了解点  http://rediceberg.bokee.com/viewdiary.11290690.html
2023-09-16 03:16:251

CPU流水线长度是什么意思

流水线长,则频率容易提高,但是一旦出现分支预测错误,需要返工的也多,所以分支预测作的不好,效率就低下。典型的便是低频的Prescott
2023-09-16 03:16:343

怎么查看CPU的流水线级数

这只能在CPU官方介绍的详细参数里才能看到,用软件是不能看到的
2023-09-16 03:17:033

CPU好不好看什么数据?

只看一个重要的,核心频率就可以了,核心频率就是反应速度,现在标配的要求2.5GH,想好点就2.7以上,越大越快。笔记本一般要2.2以上,希望可以帮到你
2023-09-16 03:17:262