CPU的主要性能指标是什么(CPU性能简介)

CPU 的性能可大致上反映出计算机的性能，而充分理解CPU的各项参数，则有助于更清楚地认识 CPU的具体性能。

1．多核心与超线程

多核心即指单芯片多处理器(Chip multiprocessors， CMP)。多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的运算内核，从而在提高计算机性能的前提下降低芯片的能耗。

当在多核处理器上同时运行并行多线程程序，或多个单线程程序的时候，操作系统会把多个程序的指令分别发送给多个核心,从而使得同时完成多个程序的速度大大加快。例如,CPU有单核心、双核心、三核心、四核心、六核心甚至八个核心，如 AMD AthlonII X4-640是一款四核心的CPU,而AMD FX 8150是一颗八核心的CPU。

超线程（Simultaneous multithreading， SMT）是一种利用特殊的硬件指令，把多线程处理器内部的两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，从而使单个处理器就能“享用”线程级的并行计算的处理器技术。

多线程技术可以在支持多线程的操作系统和软件上有效地增强处理器在多任务、多线程处理上的处理能力。

对于单线程芯片来说，虽然也可以每秒钟从细术工上一名北人但且左其一时刻，其只能够对一条指令(单个线程）进行处理，但使处理器内部的其他处理单元闲置。

而“超线程”技术则可以使处理器在其某一时刻同步并行处理更多指令和数据（多个线程)。超线程是一种可以将CPU 内部暂时闲置处理资源充分调动起来的技术，这样就大大提高了CPU 的效能。

2.字长（64位)

计算机内部直接用二进制代码表达指令，指令是用0和1组成的一串代码，它们有一定的位数，并分成若干段，各段的编码表示不同的含义。例如，某台计算机字长为16位，即由16个二进制数组成一条指令或其他数据信息。16个0和1可组成各种排列组合,通过线路变成电信号，让计算机执行各种不同的操作。

能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPUI即一个字节.32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进讲制数据.即4人它书,同夹宁长头64位的CPU一次可以处理8个字节。

3．主频

主频(CPU Clock Speed）也叫时钟频率，表示CPU 内部的数字脉冲信号振荡速度,可以通俗地理解为 CPU 运算时的工作频率。因此，主频越高，CPU在一个时钟周期里所能完成的指令数也就越多,其运算速度也就越快。

CPU主频的高低与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为主频=外频×倍频。

4．外频

外频是CPU 与主板之间同步运行的速度，而且在目前绝大部分的计算机中，外频也是其他设备与主板之间同步运行的速度。因此，外频速度越快，计算机的整体运行速度也就越快，性能自然也就越好。

早期CPU 的外频多为100MHz、133MHz、200MHz。随着CPU 速度的发展，目前Intel 部分四核 CPU的外频已经达到了400MHz。

5．倍频

倍频是 CPU 时钟频率与外频之间的倍数。通过之前所介绍的主频计算公式可以得知,在相同外频的情况下,倍频越高，CPU主频也越高。

但要指出的是，在外频相同的情况下;高倍频的CPU本身意义并不大。因为一味追求高倍频而得到的高主频CPU往往会由于外频相对较低，从而使计算机产生明显的“瓶颈效应”。

6．前端总线频率

前端总线（FSB，Front Side Bus）是CPU 与内存交换数据时的工作总线。因此，前端总线频率所表示的其实是数据传输率，即数据带宽（也称传输带宽)。

在实际应用中，数据传输带宽取决于同时传输的数据宽度和总线频率，其计算公式如下:

数据带宽=(FSB×数据宽度）÷8

例如，当CPU的FSB为400MHz，数据宽度为64b时，该CPU每秒可接收到的数据传输量如下:

40OMHz×64b÷8b/B=3.2GB/S

7．缓存

在制造 CPU 之初人们便发现，CPU 在向内存读取数据叹指令时，其本身会有一个短暂的空闲期。为了减少CPU 的空闲时间，制造商们在CPU和内存之间放置了一个称为Cache的存储区。

Cache 的作用是暂存数据和指令，以减少CPU 访问内存及硬盘的次数，从而提高CPU的运行效率,这便是缓存的由来。

目前，CPU的缓存主要有一级缓存（Ll Cache)、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存(L3 Cache）3种类型。

一级缓存(L1 Cache)

Ll Cache(一级缓存)是 CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。内置的Ll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 芯片面积不能太大的情况下，Ll级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32~256KB。

二级缓存(L2 Cache)

L2 Cache(二级缓存)是 CPU的第一层高违玺右八中如和从如而种芯内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的一尔右口E小'apI业 I9高速缓存容量也会影响CPU 的性能，原则是越大越好加项N上的扣由由可以达到 2MB,而高性能CPU 的L2高速缓存更高，可以达到8MB 以上。

三级缓存（L3 Cache)

三级缓存是目前新型CPU才拥有的缓存类型，其逻辑位置处于L2 Cache 与内存之间,且拥有比L2 cache还要大的容量，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。

8．架构与封装形式

CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型 CPU.CPU 架构是按CPU 支持的指令集、封装形式、核心电压、安装插座类型和规格确定的。

Intel系列CPU

Intel系列CPU产品常见的架构有Socket 4'? Coclrat 470Colot 775. IGA1156、LGA1155、LGA1366等。

AMD系列CPU

AMD CPU产品常见的架构有Socket A、Socket 754、Socket 939、Socket 940、Socket AM3、Socket FM1等。

例如，Intel Core i7-2600K这款四核八线程的CPU采用了Sandy Bridge架构，LGA1155方式封装，需要安装在LGA1155插槽的主板上。再如 AMD Phenom II X6-1055T这款六核的 CPU采用了Socket AM3接口，也需要Socket AM3插座的主板配套使用。

9．制造工艺

制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度越高的方向发展。密度越高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计，并且可以拥有更低的工作电压和更小的发热功耗

现在CPU 的制造工艺主要有180nm（纳米)、130nm、90nm、65nm、45 nm、32 nm等，如最新的酷睿i7类 CPU已经采用22 nm 3D工艺制造。

10.指令集与扩展指令集

指令集是 CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合。每一类CPU在设计时就规定了一系列与其硬件由路相配合的指令系统。而指令集的先进与否关系到CPU的性能发挥,也是CPU性能体现的一个重要标志。

扩展指令集是指在x86指令集的基础上，为提高CPU处理多媒体和3D图形能力而新增的多媒体或3D处理指令。指令的强弱也是CPU 的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。

从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如 Intel 的 MMX SEE3、AMD的3DNow等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图像和 Internet等的处理能力。

其中，MMX包含有57条命令，SSE包含有50条命令，SSE2包含有144条命令，SSE3包含有13条命令。

目前，SSE4指令集也是最先进的指令集，英特尔酷睿系列处理器已经支持SSE4指令集，AMD在双核心处理器当中加入对SSE4指令集的支持，全美达的处理器也将支持这一指令集。

11．多线程和虚拟化技术

超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少CPU的闲置时间,提高CPU的运行效率。