衡量CPU性能的主要技术指标 cpu技术指标( 二 )


4、L2高速缓存 , 指CPU第二层的高速缓存 , 第一个采用L2高速缓存的是奔腾Pro处理器 , 它的L2高速缓存和CPU运行在相同频率下的 , 但成本昂贵 , 市场生命很短 , 所以其后奔腾 II的L2高速缓存运行在相当于CPU频率一半下的 。 接下来的Celeron处理器又使用了和CPU同速运行的L2高速缓存 , 现在流行的CPU,无论是AthlonXP和奔腾4 , 其L2高速缓存都是和CPU同速运行的 。 除了速度以外 , 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容量最大的是512KB , 而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB 。
5、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 。
6、协处理器或者叫数学协处理器 。 在486以前的CPU里面 , 是没有内置协处理器的 。 由于协处理器主要的功能就是负责浮点运算 , 因此386、286、8088等等微机CPU的浮点运算性能都相当落后 , 自从486以后 , CPU一般都内置了协处理器 , 协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算 。 现在CPU的浮点单元(协处理器)往往对多媒体指令进行了优化 。 比如Intel的MMX技术 , MMX是“多媒体扩展指令集”的缩写 。 MMX是Intel公司在1996年为增强奔腾 CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术 。 为CPU新增加57条MMX指令 , 把处理多媒体的能力提高了60%左右 。 现在的CPU已经普遍内置了这些多媒体指令集 , 例如现在奔腾4内置了SSE2指令集 , 而AthlonXP则内置增强型的3DNow!指令集 。
7、工作电压 。 工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压 。 早期CPU(386、486)由于工艺落后 , 它们的工作电压一般为5V(奔腾等是3.5V/3.3V/2.8V等) , 随着CPU的制造工艺与主频的提高 , CPU的工作电压有逐步下降的趋势 , Intel最新出品的Tualatin核心Celeron已经采用1.475V的工作电压了 。 低电压能解决耗电过大和发热过高的问题 。 这对于笔记本电脑尤其重要 。
8、乱序执行和分枝预测 , 乱序执行是指CPU采用了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 。 分枝是指程序运行时需要改变的节点 。 分枝有无条件分枝和有条件分枝 , 其中无条件分枝只需要CPU按指令顺序执行 , 而条件分枝则必须根据处理结果再决定程序运行方向是否改变 , 因此需要“分枝预测”技术处理的是条件分枝 。
9、制造工艺 , 制造工艺虽然不会直接影响CPU的性能 , 但它可以可以极大地影响CPU的集成度和工作频率 , 制造工艺越精细 , CPU可以达到的频率越高 , 集成的晶体管就可以更多 。 第一代奔腾 CPU的制造工艺是0.35微米 , 最高达到266Mhz的频率 , PII和赛扬是0.25微米 , 频率最高达到450Mhz 。 铜矿核心的奔腾Ⅲ制造工艺缩小到了0.18微米 , 最高频率达到1.13Ghz 。 Northwood核心的奔腾4CPU制造工艺达到0.13微米 , 目前制造工艺已经达到0.045 微米


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