怎么还原电脑系统-开机蓝屏怎么办
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2023年3月31日发(作者:ylmf论坛)
CPU性能技术指标(CPU知识)
每个买CPU的消费者,第一时间要过问的就是它的性能,对于一
个CPU来说,性能是否强大是它能否在市场上生存下去的第一要素,
那么CPU的性能是由哪些因素决定的咧?下面就列出影响CPU性能
的主要技术指标:
1、主频,也就是CPU的时钟频率,简单地说也就是CPU的工作
频率。一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越
高,CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相
同,所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。至于外频就是系统总
线的工作频率;而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。用公式表
示就是:主频=外频×倍频。
2、内存总线速度或者叫系统总线速度,一般等同于CPU的外频。
内存总线的速度对整个系统性能来说很重要,由于内存速度的发展滞
后于CPU的发展速度,为了缓解内存带来的瓶颈,所以出现了二级缓
存,来协调两者之间的差异,而内存总线速度就是指CPU与二级(L2)
高速缓存和内存之间的工作频率。
3、L1高速缓存,也就是我们经常说的一级高速缓存。在CPU里
面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率。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。采用回写(WriteBack)结构的高速缓
存。它对读和写操作均有可提供缓存。而采用写通(Write-through)结
构的高速缓存,仅对读操作有效。在486以上的计算机中基本采用了
回写式高速缓存。在目前流行的处理器中,奔腾Ⅲ和Celeron处理器
拥有32KB的L1高速缓存,奔腾4为8KB,而AMD的Duron和
Athlon处理器的L1高速缓存高达128KB。
4、L2高速缓存,指CPU第二层的高速缓存,第一个采用L2高
速缓存的是奔腾Pro处理器,它的L2高速缓存和CPU运行在相同频
率下的,但成本昂贵,市场生命很短,所以其后奔腾II的L2高速缓存
运行在相当于CPU频率一半下的。接下来的Celeron处理器又使用了
和CPU同速运行的L2高速缓存,现在流行的CPU,无论是AthlonXP
和奔腾4,其L2高速缓存都是和CPU同速运行的。除了速度以外,L2
高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用
CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓
存更高达1MB-3MB。
5、流水线技术、超标量。流水线(pipeline)是Intel首次在486芯
片中开始使用的。流水线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。超流水线是指某型CPU内部的流水线超过通常的5~6步以上,
例如奔腾4的流水线就长达20步。将流水线设计的步(级)数越多,其
完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。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。
6、协处理器或者叫数学协处理器。在486以前的CPU里面,是
没有内置协处理器的。由于协处理器主要的功能就是负责浮点运算,
因此386、286、8088等等微机CPU的浮点运算性能都相当落后,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。现在CPU的浮点单元(协处理器)往往对多媒体
指令进行了优化。比如Intel的MMX技术,MMX是“多媒体扩展指
令集”的缩写。MMX是Intel公司在1996年为增强奔腾CPU在音
像、图形和通信应用方面而采取的新技术。为CPU新增加57条MMX
指令,把处理多媒体的能力提高了60%左右。现在的CPU已经普遍内
置了这些多媒体指令集,例如现在奔腾4内置了SSE2指令集,而
AthlonXP则内置增强型的3DNow!指令集。
7、工作电压。工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。
早期CPU(386、486)由于工艺落后,它们的工作电压一般为5V
(奔腾等是3.5V/3.3V/2.8V等),随着CPU的制造工艺与主频的提
高,CPU的工作电压有逐步下降的趋势,Intel最新出品的Tualatin核
心Celeron已经采用1.475V的工作电压了。低电压能解决耗电过大和
发热过高的问题。这对于笔记本电脑尤其重要。
8、乱序执行和分枝预测,乱序执行是指CPU采用了允许将多条
指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。分
枝是指程序运行时需要改变的节点。分枝有无条件分枝和有条件分枝,
其中无条件分枝只需要CPU按指令顺序执行,而条件分枝则必须根据
处理结果再决定程序运行方向是否改变,因此需要“分枝预测”技术
处理的是条件分枝。
9、制造工艺,制造工艺虽然不会直接影响CPU的性能,但它可
以可以极大地影响CPU的集成度和工作频率,制造工艺越精细,CPU
可以达到的频率越高,集成的晶体管就可以更多。第一代奔腾CPU的
制造工艺是0.35微米,最高达到266Mhz的频率,PII和赛扬是0.25
微米,频率最高达到450Mhz。铜矿核心的奔腾Ⅲ制造工艺缩小到了
0.18微米,最高频率达到1.13Ghz。最新Northwood核心的奔腾
4CPU制造工艺达到0.13微米,目前频率已经达到2.4Ghz,估计达到
3Ghz也没有问题。在明年,IntelCPU的制造工艺会达到0.09毫米。
为了使读者在日常购买操作电脑时方便查询,特在本节最后列出
和CPU有关的技术术语,按第一个字母的顺序排列:
3DNow!(3Dnowaiting)
AMD公司开发的SIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算的速
度,它的指令数为21条。
ALU(ArithmeticLogicUnit,算术逻辑单元)
在处理器之中用于计算的那一部分,与其同级的有数据传输单元
和分支单元。BGA(BallGridArray,球状矩阵排列)
一种芯片封装形式,例:82443BX。
BHT(branchpredictiontable,分支预测表)
处理器用于决定分支行动方向的数值表。
BPU(BranchProcessingUnit,分支处理单元)
CPU中用来做分支处理的那一个区域。
BrachPediction(分支预测)
从P5时代开始的一种先进的数据处理方法,由CPU来判断程序
分支的进行方向,能够更快运算速度。
CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,互补金
属氧化物半导体)
它是一类特殊的芯片,最常见的用途是主板的BIOS
(BasicInput/OutputSystem,基本输入/输出系统)。
CISC(ComplexInstructionSetComputing,复杂指令集计算机)
相对于RISC而言,它的指令位数较长,所以称为复杂指令。如:
x86指令长度为87位。
COB(Cacheonboard,板上集成缓存)
在处理器卡上集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:奔腾II
COD(CacheonDie,芯片内集成缓存)
在处理器芯片内部集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:PGA
赛扬370
CPGA(CeramicPinGridArray,陶瓷针型栅格阵列)
一种芯片封装形式。
CPU(CenterProcessingUnit,中央处理器)
计算机系统的大脑,用于控制和管理整个机器的运作,并执行计
算任务。
DataForwarding(数据前送)
CPU在一个时钟周期内,把一个单元的输出值内容拷贝到另一个
单元的输入值中。
Decode(指令解码)
由于X86指令的长度不一致,必须用一个单元进行“翻译”,真
正的内核按翻译后要求来工作。
EC(EmbeddedController,嵌入式控制器)
在一组特定系统中,新增到固定位置,完成一定任务的控制装置
就称为嵌入式控制器。
EmbeddedChips(嵌入式)
一种特殊用途的CPU,通常放在非计算机系统,如:家用电器。
EPIC(explicitlyparallelinstructioncode,并行指令代码)
英特尔的64位芯片架构,本身不能执行x86指令,但能通过译码
器来兼容旧有的x86指令,只是运算速度比真正的32位芯片有所下
降。
FADD(FloationgPointAddition,浮点加)
FCPGA(FlipChipPinGridArray,反转芯片针脚栅格阵列)
一种芯片封装形式,例:奔腾III370。
FDIV(FloationgPointDivide,浮点除)
FEMMS(FastEntry/ExitMultimediaState,快速进入/退出多媒
体状态)
在多能奔腾之中,MMX和浮点单元是不能同时运行的。新的芯片
加快了两者之间的切换,这就是FEMMS。
FFT(fastFouriertransform,快速热欧姆转换)
一种复杂的算法,可以测试CPU的浮点能力。
FID(FID:Frequencyidentify,频率鉴别号码)
奔腾III通过ID号来检查CPU频率的方法,能够有效防止Remark。
FIFO(FirstInputFirstOutput,先入先出队列)
这是一种传统的按序执行方法,先进入的指令先完成并引退,跟
着才执行第二条指令。
FLOP(FloatingPointOperationsPerSecond,浮点操作/秒)
计算CPU浮点能力的一个单位。
FMUL(FloationgPointMultiplication,浮点乘)
FPU(FloatPointUnit,浮点运算单元)
FPU是专用于浮点运算的处理器,以前的FPU是一种单独芯片,
在486之后,英特尔把FPU与集成在CPU之内。
FSUB(FloationgPointSubtraction,浮点减)
HL-PBGA(表面黏着、高耐热、轻薄型塑胶球状矩阵封装)
一种芯片封装形式。
IA(IntelArchitecture,英特尔架构)
英特尔公司开发的x86芯片结构。
ID(identify,鉴别号码)
用于判断不同芯片的识别代码。
IMM(IntelMobileModule,英特尔移动模块)
英特尔开发用于笔记本电脑的处理器模块,集成了CPU和其它控
制设备。
InstructionsCache(指令缓存)
由于系统主内存的速度较慢,当CPU读取指令的时候,会导致
CPU停下来等待内存传输的情况。指令缓存就是在主内存与CPU之间
增加一个快速的存储区域,即使CPU未要求到指令,主内存也会自动
把指令预先送到指令缓存,当CPU要求到指令时,可以直接从指令缓
存中读出,无须再存取主内存,减少了CPU的等待时间。
InstructionColoring(指令分类)
一种制造预测执行指令的技术,一旦预测判断被相应的指令决定
以后,处理器就会相同的指令处理同类的判断。
InstructionIssue(指令发送)
它是第一个CPU管道,用于接收内存送到的指令,并把它发到执
行单元。
IPC(InstructionsPerClockCycle,指令/时钟周期)
表示在一个时钟周期用可以完成的指令数目。
KNI(KatmaiNewInstructions,Katmai新指令集,即SSE)
Latency(潜伏期)
从字面上了解其含义是比较困难的,实际上,它表示完全执行一
个指令所需的时钟周期,潜伏期越少越好。严格来说,潜伏期包括一
个指令从接收到发送的全过程。现今的大多数x86指令都需要约5个
时钟周期,但这些周期之中有部分是与其它指令交迭在一起的(并行
处理),因此CPU制造商宣传的潜伏期要比实际的时间长。
LDT(LightningDataTransport,闪电数据传输总线)
K8采用的新型数据总线,外频在200MHz以上。
MMX(MultiMediaExtensions,多媒体扩展指令集)
英特尔开发的最早期SIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算
的速度。
MFLOPS(MillionFloationgPoint/Second,每秒百万个浮点操作)
计算CPU浮点能力的一个单位,以百万条指令为基准。
NI(Non-Intel,非英特尔架构)
除了英特尔之外,还有许多其它生产兼容x86体系的厂商,由于
专利权的问题,它们的产品和英特尔系不一样,但仍然能运行x86指
令。
OLGA(OrganicLandGridArray,基板栅格阵列)
一种芯片封装形式。
OoO(OutofOrder,乱序执行)
Post-RISC芯片的特性之一,能够不按照程序提供的顺序完成计算
任务,是一种加快处理器运算速度的架构。PGA(Pin-GridArray,引
脚网格阵列)
一种芯片封装形式,缺点是耗电量大。
Post-RISC
一种新型的处理器架构,它的内核是RISC,而外围是CISC,结合
了两种架构的优点,拥有预测执行、处理器重命名等先进特性,如:
Athlon。
PSN(ProcessorSerialnumbers,处理器序列号)
标识处理器特性的一组号码,包括主频、生产日期、生产编号等。
PIB(ProcessorInaBox,盒装处理器)
CPU厂商正式在市面上发售的产品,通常要比OEM
(OriginalEquipmentManufacturer,原始设备制造商)厂商流通到
市场的散装芯片贵,但只有PIB拥有厂商正式的保修权利。
PPGA(PlasticPinGridArray,塑胶针状矩阵封装)
一种芯片封装形式,缺点是耗电量大。
PQFP(PlasticQuadFlatPackage,塑料方块平面封装)
一种芯片封装形式。
RAW(ReadafterWrite,写后读)
这是CPU乱序执行造成的错误,即在必要条件未成立之前,已经
先写下结论,导致最终结果出错。
RegisterContention(抢占寄存器)
当寄存器的上一个写回任务未完成时,另一个指令征用此寄存器
时出现的冲突。
RegisterPressure(寄存器不足)
软件算法执行时所需的寄存器数目受到限制。对于X86处理器来
说,寄存器不足已经成为了它的最大特点,因此AMD才想在下一代芯
片K8之中,增加寄存器的数量。
RegisterRenaming(寄存器重命名)
把一个指令的输出值重新定位到一个任意的内部寄存器。在x86
架构中,这类情况是常常出现的,如:一个fld或fxch或mov指令需
要同一个目标寄存器时,就要动用到寄存器重命名。
Remark(芯片频率重标识)
芯片制造商为了方便自己的产品定级,把大部分CPU都设置为可
以自由调节倍频和外频,它在同一批CPU中选出好的定为较高的一级,
性能不足的定位较低的一级,这些都在工厂内部完成,是合法的频率
定位方法。但出厂以后,经销商把低档的CPU超频后,贴上新的标签,
当成高档CPU卖的非法频率定位则称为Remark。因为生产商有权力
改变自己的产品,而经销商这样做就是侵犯版权,不要以为只有软件
才有版权,硬件也有版权呢。
Resourcecontention(资源冲突)
当一个指令需要寄存器或管道时,它们被其它指令所用,处理器
不能即时作出回应,这就是资源冲突。
Retirement(指令引退)
当处理器执行过一条指令后,自动把它从调度进程中去掉。如果
仅是指令完成,但仍留在调度进程中,亦不算是指令引退。
RISC(ReducedInstructionSetComputing,精简指令集计算机)
一种指令长度较短的计算机,其运行速度比CISC要快。
SEC(SingleEdgeConnector,单边连接器)
一种处理器的模块,如:奔腾II。
SIMD(SingleInstructionMultipleData,单指令多数据流)
能够复制多个操作,并把它们打包在大型寄存器的一组指令集,
例:3DNow!、SSE。
SiO2F(FluoridedSiliconOxide,二氧氟化硅)
制造电子元件才需要用到的材料。
SOI(Silicononinsulator,绝缘体硅片)
SONC(Systemonachip,系统集成芯片)
在一个处理器中集成多种功能,如:CyrixMediaGX。
SPEC(SystemPerformanceEvaluationCorporation,系统性能
评估测试)
测试系统总体性能的Benchmark。
Speculativeexecution(预测执行)
一个用于执行未明指令流的区域。当分支指令发出之后,传统处
理器在未收到正确的反馈信息之前,是不能做任何工作的,而具有预
测执行能力的新型处理器,可以估计即将执行的指令,采用预先计算
的方法来加快整个处理过程。
SQRT(SquareRootCalculations,平方根计算)
一种复杂的运算,可以考验CPU的浮点能力。
SSE(StreamingSIMDExtensions,单一指令多数据流扩展)
英特尔开发的第二代SIMD指令集,有70条指令,可以增强浮点
和多媒体运算的速度。
Superscalar(超标量体系结构)
在同一时钟周期可以执行多条指令流的处理器架构。
TCP(TapeCarrierPackage,薄膜封装)
一种芯片封装形式,特点是发热小。
Throughput(吞吐量)
它包括两种含义:
第一种:执行一条指令所需的最少时钟周期数,越少越好。执行
的速度越快,下一条指令和它抢占资源的机率也越少。
第二种:在一定时间内可以执行的最多指令数,当然是越大越好。
TLBs(TranslateLooksideBuffers,翻译旁视缓冲器)
用于存储指令和输入/输出数值的区域。
VALU(VectorArithmeticLogicUnit,向量算术逻辑单元)
在处理器中用于向量运算的部分。
VLIW(VeryLongInstructionWord,超长指令字)
一种非常长的指令组合,它把许多条指令连在一起,增加了运算
的速度。
VPU(VectorPermutateUnit,向量排列单元)
在处理器中用于排列数据的部分。
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