處理器講堂開(kāi)始啦!大佬帶你看處理器性能結(jié)構(gòu)!

前兩篇處理器相關(guān)文章中，小編對(duì)處理器發(fā)展歷史、處理器工作原理以及處理器和微處理器的區(qū)別有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)處理器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)處理器的性能結(jié)構(gòu)予以介紹。如果你對(duì)處理器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、性能衡量指標(biāo)

對(duì)于CPU而言，影響其性能的指標(biāo)主要有主頻、 CPU的位數(shù)、CPU的緩存指令集、CPU核心數(shù)和IPC(每周期指令數(shù))。所謂CPU的主頻，指的就是時(shí)鐘頻率，它直接的決定了CPU的性能，可以通過(guò)超頻來(lái)提高CPU主頻來(lái)獲得更高性能。而CPU的位數(shù)指的就是處理器能夠一次性計(jì)算的浮點(diǎn)數(shù)的位數(shù)，通常情況下，CPU的位數(shù)越高，CPU 進(jìn)行運(yùn)算時(shí)候的速度就會(huì)變得越快。21世紀(jì)20年代后個(gè)人電腦使用的CPU一般均為64位，這是因?yàn)?4位處理器可以處理范圍更大的數(shù)據(jù)并原生支持更高的內(nèi)存尋址容量，提高了人們的工作效率。而CPU的緩存指令集是存儲(chǔ)在CPU內(nèi)部的，主要指的是能夠?qū)PU的運(yùn)算進(jìn)行指導(dǎo)以及優(yōu)化的硬程序。一般來(lái)講，CPU 的緩存可以分為一級(jí)緩存、二級(jí)緩存和三級(jí)緩存，緩存性能直接影響CPU處理性能。部分特殊職能的CPU可能會(huì)配備四級(jí)緩存。

二、CPU結(jié)構(gòu)

通常來(lái)講，CPU的結(jié)構(gòu)可以大致分為運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。所謂運(yùn)算邏輯部件，主要能夠進(jìn)行相關(guān)的邏輯運(yùn)算，如：可以執(zhí)行移位操作以及邏輯操作，除此之外還可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算操作以及地址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換等命令，是一種多功能的運(yùn)算單元。而寄存器部件則是用來(lái)暫存指令、數(shù)據(jù)和地址的?？刂撇考t是主要用來(lái)對(duì)指令進(jìn)行分析并且能夠發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。而計(jì)算機(jī)的內(nèi)存又可以分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀儲(chǔ)存器(ROM)。兩者的區(qū)別在于，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器能夠與CPU直接的進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，也可以將其稱(chēng)為主存。對(duì)于RAM可以隨時(shí)的進(jìn)行讀寫(xiě)，而且這個(gè)過(guò)程的速度很快，因此由于主存所具有的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)也往往將其作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介;而只讀存儲(chǔ)器ROM是一種只能讀出事先所存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，使用者對(duì)于其內(nèi)部存儲(chǔ)的資料沒(méi)有改變的權(quán)限也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行刪除，并且在電源關(guān)閉以后資料并不會(huì)消失。這種內(nèi)存也得到了廣泛的應(yīng)用，在那些資料不需要經(jīng)常變更的電子或電腦系統(tǒng)中得到了很好地應(yīng)用。

對(duì)于中央處理器來(lái)說(shuō)，可將其看作一個(gè)規(guī)模較大的集成電路，其主要任務(wù)是加工和處理各種數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存容量相對(duì)較小，其對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中具有一定難度，且處理效果相對(duì)較低。隨著我國(guó)信息技術(shù)水平的迅速發(fā)展，隨之出現(xiàn)了高配置的處理器計(jì)算機(jī)，將高配置處理器作為控制中心，對(duì)提高計(jì)算機(jī)CPU的結(jié)構(gòu)功能發(fā)揮重要作用。中央處理器中的核心部分就是控制器、運(yùn)算器，其對(duì)提高計(jì)算機(jī)的整體功能起著重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)寄存控制、邏輯運(yùn)算、信號(hào)收發(fā)等多項(xiàng)功能的擴(kuò)散，為提升計(jì)算機(jī)的性能奠定良好基礎(chǔ)。

集成電路在計(jì)算機(jī)內(nèi)起到了調(diào)控信號(hào)的作用，根據(jù)用戶(hù)操作指令執(zhí)行不同的指令任務(wù)。中央處理器是一塊超大規(guī)模的集成電路。它由運(yùn)算器、控制器、寄存器等組成，如下圖，關(guān)鍵操作在于對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的加工和處理。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量較小，面對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)集的操作效率偏低。新一代計(jì)算機(jī)采用高配置處理器作為控制中心，CPU在結(jié)構(gòu)功能方面有了很大的提升空間。中央處理器以運(yùn)算器、控制器為主要裝置，逐漸擴(kuò)散為邏輯運(yùn)算、寄存控制、程序編碼、信號(hào)收發(fā)等多項(xiàng)功能。這些都加快了CPU調(diào)控性能的優(yōu)化升級(jí)。

三、CPU總線(xiàn)

CPU總線(xiàn)是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最快的總線(xiàn)，同時(shí)也是芯片組與主板的核心。人們通常把和CPU直接相連的局部總線(xiàn)叫做CPU總線(xiàn)或者稱(chēng)之為內(nèi)部總線(xiàn)，將那些和各種通用的擴(kuò)展槽相接的局部總線(xiàn)叫做系統(tǒng)總線(xiàn)或者是外部總線(xiàn)。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較單一的CPU中，往往只設(shè)置一組數(shù)據(jù)傳送的總線(xiàn)即CPU內(nèi)部總線(xiàn)，用來(lái)將CPU內(nèi)部的寄存器和算數(shù)邏輯運(yùn)算部件等連接起來(lái)，因此也可以將這一類(lèi)的總線(xiàn)稱(chēng)之為ALU總線(xiàn)。而部件內(nèi)的總線(xiàn)，通過(guò)使用一組總線(xiàn)將各個(gè)芯片連接到一起，因此可以將其稱(chēng)為部件內(nèi)總線(xiàn)，一般會(huì)包含地址線(xiàn)以及數(shù)據(jù)線(xiàn)這兩組線(xiàn)路。系統(tǒng)總線(xiàn)指的是將系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)組成部分連接在一起的線(xiàn)路，是將系統(tǒng)的整體連接到一起的基礎(chǔ);而系統(tǒng)外的總線(xiàn)，是將計(jì)算機(jī)和其他的設(shè)備連接到一起的基礎(chǔ)線(xiàn)路。

以上便是此次小編帶來(lái)的“處理器”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)處理器的性能結(jié)構(gòu)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!