CPU的功能组成及性能参数.ppt

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1、计算机硬件系统——CPU的功能组成及性能参数CPU：(CentralProcessingUnit)即中央处理器，是决定计算机处理性能的核心部件之一。功能：处理并执行系统指令，对数据进行运算，控制数据的输入输出、存储及传输。CPU的功能CPU主要由运算器、控制器和寄存器三大部分。运算器：进行算数运算和逻辑运算。控制器：分析系统指令，协调计算机各部件工作。寄存器：负责存储指令以及指令执行过程中的数据。除了以上部件以外，CPU内部还有高速缓存（cache）以及部件之间进行联系的总线。随着技术的发展，现在的一些CPU

2、还集成了图形处理器（GPU）、内存控制器、PCI-E控制器等，进一步提升了CPU的性能。CPU的组成部件历史的经典CPU的发展历史4位8位16位64位32位1971年INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。这不但是第一个用于计算器的4位微处理器，也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器。4004含有2300个晶体管，采用10um制造工艺，时钟频率为1MHz。1972年INTEL公司研制出了IntelC8008，是世界上第一款8位处理器。8008晶体管的总数已经达到了3500个。1978年，Intel公

3、司再次领导潮流，首次生产出16位的微处理器，并命名为i8086。I8086的时钟频率为4.77MHz，集成了2.9万个晶体管。1985年INTEL推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器，80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz，40MHz。2003年9月24日，AMDAthlon64处理器正式推出，Athlon64的发布才真正的宣告了个人64位计算时代的到来。CPU的发展(以Intel为例)酷睿全新时代奔腾4，奔腾双核

4、数字家庭奔腾II，III互联网时代奔腾多媒体时代个人电脑时代微处理器时代200620001997199319781971400480808086286、386、486提出者：戈登·摩尔（Intel公司创始人之一）时间：1965年内容：（1）当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件数目每隔18~24个月便会增加一倍。（2）微处理器的性能每隔18个月提升一倍，或价格下降一半。（3）每一美元能够买到的电脑性能，将每隔18~24个月提升一倍。摩尔定律：摩尔定律能否一直持续下去？思考：多核化多线程低功耗新工艺（制程）目前

5、CPU发展的趋势1、主频：又称为时钟频率，单位为兆赫兹（MHz）或千兆赫兹（GHz），用来表示CPU的运算和处理数据的速度。在其他因素都一样的情况下，主频越高，CPU性能越高。注意：主频与CPU实际的运算能力不能划等号，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。CPU的主要性能参数2、外频：指CPU的系统总线的工作频率，单位为MHz、GHz，决定着整块主板的运行速度，是CPU与主板同步运行的时钟频率。CPU的主要性能参数3、倍频：又称倍频系数，是CPU运行频率与系统外频之间的倍数。以

6、0.5为一个间隔单位主频＝外频×倍频。CPU的主要性能参数4、前端总线（FSB）频率：CPU与主板北桥芯片之间的数据交换频率，主要影响CPU与内存、显卡等设备交换数据的速度。CPU的主要性能参数5、高速缓存（Cache）：全称是高速缓冲存储器，位于CPU与内存之间的临时存储器，容量比内存小但速度比内存快，起缓冲作用，可以减少CPU等待数据传输的时间。级别分类：一级缓存（L1Cache）二级缓存（L2Cache）三级缓存（L3Cache）CPU的主要性能参数6、字长（位宽）：计算机技术中对CPU在单位时间内能一

7、次处理的二进制数的位数叫字长或位宽。目前主流CPU都是64位的。CPU的主要性能参数7、核心数：指一块CPU基板上集成的处理器的核心数。目前市场上主要有双核、四核、六盒、八核等产品。CPU的主要性能参数8、制造工艺（制程）：CPU制造工艺也称为制程宽度或制程，以um和nm为单位，是指芯片内电路与电路之间的距离，值越小制造工艺就越先进。发展过程中主要经历过180nm、130nm、90nm、65nm、45nm、22nm，目前Intel最新的产品为14nm。CPU的主要性能参数9、核心电压：指CPU核心正常工作所需

8、的电压。CPU的主要性能参数10、指令集：CPU依靠指令来进行计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与之硬件电路相配合的指令系统。CPU的主要性能参数按品牌按字长按核心数按接口类型引脚式、卡式、针脚式、触点式CPU的分类2.2CPU的分类、结构及主要性能参数CPU的外部结构从外部看CPU结构，主要由两个部分组成：一个是核心，另一个是基板。如图为CPU的外部结构。CPU中间凸起部分就是核心，