3计算机维修、组装知识

CPU的性能指标系统前端总线频率前端总线(FSB:FrontSideBus)指主板芯片组中北桥芯片与CPU之间数据传输的通道，也可以称为是CPU的外部总线。前端总线频率是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没有足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最大带宽取决所有同时传输的数据的带宽和传输频率：数据带宽=（总线频率×数据位宽）/8•一般来说，如果CPU不超频，那么前端总线是由CPU决定的，如果主板不支持CPU所需要的前端总线，系统就无法工作。也就是说，需要主板和CPU都支持某个前端总线，系统才能工作，只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的，因此看一个系统的前端总线主要看CPU就可以。CPU的性能指标系统前端总线频率与外频的区别外频与前端总线频率的区别：前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影响了PCI及其他总线的频率。而100MHz前端总线是指每秒钟可接受的数据传输量是100MHz×64bit/8=800MB/s前端总线与外频的联系前端总线的频率是由外频和生产工艺决定的。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种，前端总线频率越大，代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发挥出CPU的功能。内存总线CPU处理的数据是从主存储器得来的,而主存储器指的就是我们平时所说的内存.一般放在外存(磁盘或者各种存储介质)中的资料都是通过内存,再读入CPU处理.所以CPU与内存之间的通道-----内存总线的通讯速度对整个系统性能就显得很重要了,由于内存和CPU之间的运行速度有很大差异,因此便出现了二级缓存来协调两者之间的匹配,而内存总线速度是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通讯速度,简单的可认为是内存总线速度就是指内存连接主板北桥芯片的速度。扩展总线扩展总线是指安装在计算机系统上的局部总线如ISA,PCI局部总线,它是CPU与外部设备联系的桥梁.扩展总线速度就是指CPU与外部设备如显卡、PCI、硬盘等交换数据的速度.他是影响计算机性能的一个重要标志.CPU的性能指标缓存（Cache）缓存是可以进行高速数据交换的存储器，位于CPU和内存之间。它是用来存放CPU将要处理的数据，或者是根据Cache的算法，将程序有可能要执行的指令或数据先放到Cache中。它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾。缓存的工作原理：是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理，称为命中；如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。CPU的性能指标缓存分类•缓存是可以进行高速数据交换的存储器，位于CPU和内存之间，由于CPU速度远远高于内存速度，如果CPU频繁访问内存，则会将许多时间花费在内存读取上，这样运行效率会非常低。而缓存则是可以高速度访问的器件，它如同一个蓄水池一样，首先将内存中的数据不断读取到自己的池中，当CPU需要读取数据时，直接到缓存中读取，这样就解决了CPU速度远远高于内存速度所产生的矛盾。•因为速度极快，所以缓存又被称为高速缓存，与处理器相关的缓存一般分为两种，L1缓存（一级缓存）和L2缓存（二级缓存）。新一代CPU中还设有L3（三级缓存），用来增强CPU读取数据的能力。一般来说，设在CPU芯片内的L1Cache的工作频率与CPU的主频相同。设在芯片内的L2Cache的运行速度分为两种，一种是与CPU的主频相同，称为全速快取二级缓存，另一种是CPU的主频的一半，称为半速二级缓存。1.L1CacheL1高速缓存,也就是通常所说的一级缓存.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,容量越大,相应的性能也能得到提高.不过高速缓冲存储器均由静态RAM（随机存取存储器，ROM：只读存储器）组成，结构较复杂，在CPU芯片中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。2.L2CacheL2高速缓存,是指CPU的二级高速缓存.由于CPU的L1级高速缓存的容量不可能做得太大,而CPU主频攀升的非常快,因此为了解决主频的CPU与内存速度的不匹配的问题,设计了二级高速缓存,它同时是区分CUP档次高低的一个重要标志,是影响计算机速度的重要因素.系统前端总线、主频、缓存与外频联系1.处理器看看缓存当中有没有要的数据，没有就通过FSB（前端总线）向内存控制器要（一般在北桥里，AＭＤ64集成到处理器内部）。2.内存控制器通过内存总线向内存要数据。3.当内存准备好，通过内存总线给内存控制器。4.内存控制器通过FSB给处理器数据。ＣＰＵ如何获得数据：控制器运算器主板北桥内存显卡PCI、ISACPU缓存↙↓↘↑↑↙↓↘前端总线内存总线扩展总线外频（晶体震荡电路）工作电压工作电压：是指CPU正常工作所需要的电压.CPU的制造工艺越先进,工作电压越低,发热量和功耗也就越小.目前CPU的工作电压有一个非常明显的下降趋势，较低的工作电压主要三个优点：1、采用低电压的CPU的芯片总功耗降低了。功耗降低，系统的运行成本就相应降低，这对于便携式和移动系统来说非常重要，使其现有的电池可以工作更长时间，从而使电池的使用寿命大大延长；2、功耗降低，致使发热量减少，运行温度不过高的CPU可以与系统更好的配合；3、降低电压是CPU主频提高的重要因素之一。CPU扩展指令集指令是指CPU提供的某一种服务,指令集是指一群指令的集合。CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。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。对于CPU来说，在基本功能方面，它们的差别并不太大，基本的指令集也都差不多，但是许多厂家为了提升某一方面性能，又开发了扩展指令集（多媒体指令集），扩展指令集定义了新的数据和指令，能够大大提高某方面数据处理能力，但必需要有软件支持。1.MMX（MultiMediaeXtension,多媒体扩展指令集）Intel公司与1996年加入到PentiumCPU中，共包括57条指令，主要用于处理声音，视频数据。2.SSE（StreamingSIMEExtensions,单指令多数据流扩展）在1999年P3中使用,一共有70条指令,其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD浮点运算指令、12条MMX整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。后期又开发了SSE2，包含144条指令，在处理多媒体程序、3D处理工程以及工作站类任务上有了大幅度的提高。3.3DNow！(3DNowaiting)多用于K6-2、K6-3、Athlon处理器中，共21条指令。多用于三维建模、坐标转换、效果渲染应用领域。后期，又开发出了3DNow！+，在3DNow！的基础上又增加了52条指令，包含了一些SSE码。2.3CPU的性能指标字长：字长是CPU与二级高速缓存、内存及输入／输出设备之间一次所能交换的二进制的位数，字长数也是数据总路线宽度。寻址空间：由地址总线宽度决定，它规定了CPU可以访问的物理内存的地址空间是多大。工艺水平：表示组成CPU芯片的电子线路宽度或元件的细致程度。CPU的性能指标行业经验:对CPU的缓存上来说,一级缓存大的CPU在性能上要远远超过同等二级缓存的CPU的运算速度。计算机组装与维修概述课后作业一、CPU的运行频率又称为_________，是由_________和_________决定的。二、缓存是可以进行高速数据交换的存储器，缓存又称为高速缓存，与处理器相关的缓存一般分为三种，_________、_________和_________。三、什么是CPU的外频、倍频和前端总线？说明他们与CPU工作频率的关系？四、简述CPU外频与前端总线频率的区别？