微机原理小论文 CPU技术的分析与发展 赓00748029 高就代表了性能越高。不过从CPU的最新发展中我们将看到,这个思路越来越显 现出它的局限性 其实,除了时钟频率外,总线结构、接口技术、内存缓存结构和大小、指令 集、工作模式、制造工艺等方面因素都是影响CPU性能的重要因素。同时,随着 计算机用户的深入普及,计算机CPU的处理能力要适应用户的使用环境需要,适 应应用程序的需要,逐渐成为CPU发展的重要导向,因此CPU的发展中逐步出现 了为适应应用程序的其他技术如:管理功能、处理器编序列号、芯片组群集等。 CPU性能分析: CPU( Central Processing unit)是中央处理器的缩写。它是计算机的大脑和 心脏,由运算器和控制器组成,它的工作速度快慢直接影响到整个计算机的运行 速度。CPU集成了成千上万个晶体管,可以分为控制单元( Control unit,Cu) 逻辑单元( Arithmetic Logic unit,ALU)、存储单元( Memory Unit,MU)三大部 分。这三个部分相互协调,便可以进行分析,判断、运算并控制计算机各部分协 调工作 影响CPU性能的主要因素: 1.主频 CPU内部的时钟频率,是CPU运行时的工作频率。一般来说,主频越高,一个 时钟周期里完成的指令数也越多,CPU的运算速度也越快。但由于内部结构不同, 并非所有时钟相同的CPU性能都一样。CPU的主频已经从8086的4.77MHz提高到 Pentium Iv的3.06GMHz(lG=1000MHz)。 2.外频 外频是CP与周边设备传输数据的频率,具体是指CPU到芯片组之间的总线速 度。外频时钟由电脑主板时钟电路提供,一般情况下CPU的前端总线(FSB)频率与 主板提供的工作频率相同。由于计算机系统中的内存工作频率一般与外频同步, 所以提高外频后可以间接提高计算机的整体性能。现在的主板外频已经提高到 533MHz 3.倍频 倍频是CPU和系统总线之问相差的倍数。40686之前并没有倍频的概念,CPU 的主频和系统总线的频率是一样的,但是CPU的速度越来越快,倍频技术也就应 运而生。它可以使系统总线工作在相对较低的频率上,而CPU的频率可以通过倍 频来提升。现在CP主频的计算公式为:主频=外频×倍频。例如 Pentiumly2.4G, 其外频为400MHz,倍频为6,则CPU的主频为:400MHz×6=2400MHz 4.指令系统 算机系统主要由硬件和软件两部分组成,其中软件是为了便于用户使用计算 机而编写的各种程序,但这些程序都必须转换成CP的机器指令后才能在计算机 上运行。CPU的机器指令集就构成了该机的指令系统。现在的指令系统有很多,微机原理小论文 CPU 技术的分析与发展 李赓 00748029 高就代表了性能越高。不过从CPU 的最新发展中我们将看到，这个思路越来越显 现出它的局限性。 其实，除了时钟频率外，总线结构、接口技术、内存缓存结构和大小、指令 集、工作模式、制造工艺等方面因素都是影响CPU性能的重要因素。同时，随着 计算机用户的深入普及，计算机CPU 的处理能力要适应用户的使用环境需要，适 应应用程序的需要，逐渐成为CPU 发展的重要导向，因此CPU 的发展中逐步出现 了为适应应用程序的其他技术如：管理功能、处理器编序列号、芯片组群集等。 CPU性能分析： CPU(Central Processing unit)是中央处理器的缩写。它是计算机的大脑和 心脏，由运算器和控制器组成，它的工作速度快慢直接影响到整个计算机的运行 速度。CPU集成了成千上万个晶体管，可以分为控制单元(ControI unit，Cu)、 逻辑单元(Arlthmetic Logic unit，ALU)、存储单元(Memory Unit，MU)三大部 分。这三个部分相互协调，便可以进行分析，判断、运算并控制计算机各部分协 调工作。 影响CPU性能的主要因素： 1.主频 CPU内部的时钟频率，是CPU运行时的工作频率。一般来说，主频越高，一个 时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也越快。但由于内部结构不同， 并非所有时钟相同的CPU性能都一样。CPU的主频已经从8086的4．77MHz提高到 Pentium IV的3．06GMHz(1G=1000MHz)。 2.外频 外频是CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速 度。外频时钟由电脑主板时钟电路提供，一般情况下CPU的前端总线(FSB)频率与 主板提供的工作频率相同。由于计算机系统中的内存工作频率一般与外频同步， 所以提高外频后可以间接提高计算机的整体性能。现在的主板外频已经提高到 533MHz。 3.倍频 倍频是CPU和系统总线之问相差的倍数。40686之前并没有倍频的概念，CPU 的主频和系统总线的频率是一样的，但是CPU的速度越来越快，倍频技术也就应 运而生。它可以使系统总线工作在相对较低的频率上，而CPU的频率可以通过倍 频来提升。现在CPU主频的计算公式为：主频=外频×倍频。例如Pentiumlv2．4G， 其外频为400MHz，倍频为6，则CPU的主频为：400MHz×6=2400MHz。 4.指令系统 算机系统主要由硬件和软件两部分组成，其中软件是为了便于用户使用计算 机而编写的各种程序，但这些程序都必须转换成CPU的机器指令后才能在计算机 上运行。CPU的机器指令集就构成了该机的指令系统。现在的指令系统有很多， 4