處理器講堂開始啦!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)大家對處理器的認(rèn)識，本文將對處理器的性能結(jié)構(gòu)予以介紹。如果你對處理器具有興趣，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，指的就是時鐘頻率，它直接的決定了CPU的性能，可以通過超頻來提高CPU主頻來獲得更高性能。而CPU的位數(shù)指的就是處理器能夠一次性計算的浮點數(shù)的位數(shù)，通常情況下，CPU的位數(shù)越高，CPU 進(jìn)行運算時候的速度就會變得越快。21世紀(jì)20年代后個人電腦使用的CPU一般均為64位，這是因為64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在CPU內(nèi)部的，主要指的是能夠?qū)PU的運算進(jìn)行指導(dǎo)以及優(yōu)化的硬程序。一般來講，CPU 的緩存可以分為一級緩存、二級緩存和三級緩存，緩存性能直接影響CPU處理性能。部分特殊職能的CPU可能會配備四級緩存。

二、CPU結(jié)構(gòu)

通常來講，CPU的結(jié)構(gòu)可以大致分為運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。所謂運算邏輯部件，主要能夠進(jìn)行相關(guān)的邏輯運算，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)行定點或浮點算術(shù)運算操作以及地址運算和轉(zhuǎn)換等命令，是一種多功能的運算單元。而寄存器部件則是用來暫存指令、數(shù)據(jù)和地址的。控制部件則是主要用來對指令進(jìn)行分析并且能夠發(fā)出相應(yīng)的控制信號。而計算機(jī)的內(nèi)存又可以分為隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀儲存器(ROM)。兩者的區(qū)別在于，隨機(jī)存取存儲器能夠與CPU直接的進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，也可以將其稱為主存。對于RAM可以隨時的進(jìn)行讀寫，而且這個過程的速度很快，因此由于主存所具有的這個優(yōu)點也往往將其作為操作系統(tǒng)或其他正在運行中的程序的臨時數(shù)據(jù)存儲媒介;而只讀存儲器ROM是一種只能讀出事先所存數(shù)據(jù)的存儲器，使用者對于其內(nèi)部存儲的資料沒有改變的權(quán)限也無法對其進(jìn)行刪除，并且在電源關(guān)閉以后資料并不會消失。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。

對于中央處理器來說，可將其看作一個規(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)計算機(jī)的儲存容量相對較小，其對大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理過程中具有一定難度，且處理效果相對較低。隨著我國信息技術(shù)水平的迅速發(fā)展，隨之出現(xiàn)了高配置的處理器計算機(jī)，將高配置處理器作為控制中心，對提高計算機(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、運算器，其對提高計算機(jī)的整體功能起著重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)寄存控制、邏輯運算、信號收發(fā)等多項功能的擴(kuò)散，為提升計算機(jī)的性能奠定良好基礎(chǔ)。

集成電路在計算機(jī)內(nèi)起到了調(diào)控信號的作用，根據(jù)用戶操作指令執(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。它由運算器、控制器、寄存器等組成，如下圖，關(guān)鍵操作在于對各類數(shù)據(jù)的加工和處理。

傳統(tǒng)計算機(jī)存儲容量較小，面對大規(guī)模數(shù)據(jù)集的操作效率偏低。新一代計算機(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。中央處理器以運算器、控制器為主要裝置，逐漸擴(kuò)散為邏輯運算、寄存控制、程序編碼、信號收發(fā)等多項功能。這些都加快了CPU調(diào)控性能的優(yōu)化升級。

三、CPU總線

CPU總線是在計算機(jī)系統(tǒng)中最快的總線，同時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叫做CPU總線或者稱之為內(nèi)部總線，將那些和各種通用的擴(kuò)展槽相接的局部總線叫做系統(tǒng)總線或者是外部總線。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)傳送的總線即CPU內(nèi)部總線，用來將CPU內(nèi)部的寄存器和算數(shù)邏輯運算部件等連接起來，因此也可以將這一類的總線稱之為ALU總線。而部件內(nèi)的總線，通過使用一組總線將各個芯片連接到一起，因此可以將其稱為部件內(nèi)總線，一般會包含地址線以及數(shù)據(jù)線這兩組線路。系統(tǒng)總線指的是將系統(tǒng)內(nèi)部的各個組成部分連接在一起的線路，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，是將計算機(jī)和其他的設(shè)備連接到一起的基礎(chǔ)線路。

以上便是此次小編帶來的“處理器”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對處理器的性能結(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，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!