《CPU基础知识》PPT课件

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1、CPU基础知识什么是CPU？CPU（CentralProcessingUnit，中央处理器）是整个计算机系统中最重要的部件，它由控制器和运算器构成。控制器负责对数据进行算术运算和逻辑运算操作；运算器主要负责对程序所执行的指令进行分析，并协调计算机各部件进行工作。CPU的工作原理CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料（指令），经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。与CPU有关的

2、概念SIMD——单指令多数据流MMX——多媒体扩展指令集3DNOW！SSE（KNI）——SIMD扩展指令集RISC——精简指令系统CISC——复杂指令系统与CPU有关的概念COBCODPSN——处理器序列号Identify——鉴别号码Remark——芯片频率标识CPU性能指标CPU是整个计算机系统的核心，其性能可以反映出所配置计算机系统的性能，直接影响计算机的运行速度，接下来我们简单介绍一下CPU主要的性能指标。主频主频(ClockSpeed)也叫时钟频率，表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度，也就是CPU运算时的工作频率，其

3、单位是MHz。一般说来，主频越高，CPU的速度就越快，整机的就越高。外频外频是系统总线的始终频率，简称总线频率，也就是CPU与主板之间同步运行的速度，其单位是MHz。外频主要由主板决定，外频越高，CPU就可以同时接收更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。倍频倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。三者是有十分密切的关系的：主频=外频×倍频。缓存缓存又称为高速缓存，是指可以进行高速数据交换的存储器。CPU的缓存分为一级缓存（L1Cache）和二级缓存（L2Cache）。早期的CPU内部只集成了L1Cache，而

4、把L2Cache放置在主板上，现在已经成功集成在CPU内部并以CPU相同速度的频率工作，称为全速二级高速缓存。内存总线速度内存总线速度（Memory-BusSpeed，也就是系统总线速度）是CPU二级高速缓存和内存之间的通信速度，主要用于协调内存和CPU之间运行速度的差异。扩展总线扩展总线（Expansion-Bus）就是指安装在计算机系统上的局部总线，如ISA或PCI总线，我们打开电脑的时候会看见一些插槽般的东西，这些就是扩展槽，而扩展总线就是CPU联系这些外部设备的桥梁。协处理器协处理器也叫数学协处理器，主要负责浮点运算。

5、自从486以后，CPU一般都内置了协处理器，协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算，含有内置协处理器的CPU，可以加快特定类型的数值计算。地址总线宽度地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。386以上的微机系统，地址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096MB（4GB）的物理空间。数据总线宽度数据总线负责整个系统的数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。工作电压工作电压（SupplyVoltage）指的也

6、就是CPU正常工作所需的电压。早期的CPU（286～486时代）制造工艺相对落后，工作电压一般为5V，导致CPU的发热量太大，弄得寿命减短。随着CPU的制造工艺与主频的提高，现在CPU的工作电压逐步下降，一般为1.5V～2.0V，解决了发热过高的问题，延长了CPU使用寿命。动态处理动态处理是应用在高能奔腾处理器中的新技术，创造性地把三项专为提高处理器对数据的操作效率而设计的技术融合在一起。这三项技术是多路分流预测、数据流量分析和猜测执行。动态处理并不是简单执行一串指令，而是通过操作数据来提高处理器的工作效率。流水线流水线(pi

7、peline)的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高了CPU的运算速度。超标量超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。这在486或者以前的CPU上是很难想象的，只有奔腾级以上CPU才具有这种超标量结构；这是因为现代的CPU越来越多的采用了RISC技术，所以才会有超标量的CPU。MMX指令集MMX（MultiMediaeXtension，多

8、媒体扩展指令集）是Intel公司在1996年推出的多媒体指令增强技术。增加57条MMX指令，它允许CPU同时对2、4甚至8个数据进行并行处理，在处理多媒体的能力上提高了很多。3DNow！指令集3DNow！是第一种3D加速指令集，由AMD公司开发。它一个时钟周期内可同时处理4个