CPU芯片的主要性能与参数

大家好，我是波仔，很高兴今天又来跟大家一起分享与探讨，谢谢大家的捧场。今天我们来分享一下CPU芯片的主要性能与参数。

CPU的主要性能参数

CPU的性能指标高低直接决定了一台电脑的性能高低，下面对CPU的主要性能参数分别进行介绍。

1、主频

CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPUClockSpeed）。通常所说的某某CPU是多少兆赫（MHz）的，而这个多少兆赫就是"CPU的主频"，如右图所示。很多人认为CPU的主频就是其运行速度，其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力并没有直接关系。

主频和实际的运算速度存在一定的关系，但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标（缓存、指令集、CPU的位数等）。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。

CPU的主频=外频×倍频系数。CPU的外频决定着整块主板的运行速度，通常所说的超频，都是超CPU的外频。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与系统之间的数据传输速度是有限的，一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应，因为CPU从系统中得到数据的极限速度不能满足CPU运算的速度。

2、总线频率

前端总线（FSB）是将CPU连接到北桥芯片的总线。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。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。

在此需要区别外频与前端总线：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外频是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。

3、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

L1Cache（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CPU的L1缓存的容量通常在32KB~256KB。

L2Cache（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。目前，个人电脑中的二级缓存已普遍达到2MB以上，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高，可以达到8MB以上。

L3Cache（三级缓存），分为两种，早期的是外置，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很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存性能方面仍然有显著的提升。例如，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。

4、指令集

指令集是存储在CPU内部，对CPU运算进行指导和优化的硬程序。拥有这些指令集，CPU就可以更高效地运行。Intel有x86，x86-64，MMX，SSE，SSE2，SSE3，SSE3（SuperSSE3），SSE4.1，SSE4.2和针对64位桌面处理器的EM-64T。AMD主要是3D-Now!指令集。

5、制作工艺

CPU制造工艺又称为CPU制程，它的先进与否决定了CPU的性能优劣。CPU的制造是一项极为复杂的工程，当今世界上只有少数几家厂商具备研发和生产CPU的能力。CPU的发展史也可以看作是制作工艺的发展史。几乎每一次制作工艺的改进都能为CPU的发展带来最强大的源动力，无论是Intel还是AMD，制作工艺都是发展蓝图中的重中之重。

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越来越高的方向发展。密度高的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。主要有180nm、130nm、90nm、65nm、45nm、22nm，Intel已经于2010年发布32nm的制造工艺的酷睿i3/酷睿i5/酷睿i7系列，并于2012年4月发布了22nm酷睿i3/i5/i7系列。

6、CPU插槽

CPU插槽是CPU与主板连接的接口，目前Intel生产的CPU主要采用LGA封装（LandGridArray，触点阵列封装），AMD生产的CPU采用Socket（插槽）封装。

Intel的LGA封装主要有LGAl150、1155、1156和1366等，LGA封装的CPU底部没有针脚，只有一排排整齐排列的金属触电，如下图（左）所示。因此，CPU不用利用针脚进行

AMD的Socket封装主要有SocketAM2和AM3，Socket封装的CPU仍然为传统的针脚式（如下图（右）所示），插到主板上的Socket零拔力（ZIF）插槽上，通过压杆使CPU的引脚与插槽紧密接触。

好了，今天波仔就为大家介绍到这里吧，希望大家对CPU也有所了解，谢谢大家的支持与关注，我们下期再见吧。