CPU的功能
好了﹐这里要说的是电脑的脑。
Central Processing Unit(CPU)我们翻译成中央处理器。大型电脑,如mainframe,其CPU可以是几层楼那么大﹐但在PC上面的CPU只是一片比苏打饼还要小的陶瓷片(不过﹐曾有一代Pentium II的CPU已经包装得像一个盒子那样了)。只要打开电脑﹐把风扇拿掉就可以一睹庐山真面目了。我们常问“您的机器是什么型号的啊﹖”﹐其实问的多指CPU的型号。或许您听过什么Intel 386﹐486﹐Pentium,Pentium II/III,P4等CPU﹐他们所代表的可以说是不同生产年代(generations)。事实上,除了Intel的CPU外,还有很多其它牌子的CPU可供选择。比方说:AMD,VIA,Motorola,Hitachi,等等..
CPU的功能如何呢﹖说来很复杂,主要为五个单元﹕
一﹐输入单元
用来读取给电脑处理的数据或程序
二﹐处理单元
用来执行计算﹔比较和判断等运算功能
三﹐输出单元
将电脑的运算结果和处理好的数据输出
四﹐记忆单元
用来储存数据或程序的地方
五﹐控制单元
按作业程序指挥上述单元的运作及交换数据信道的传送
不同年代的CPU
我们常追求最新最快的CPU﹐但是不同年代的CPU究竟不同在哪里呢﹖如果真要解释得清楚﹐恐怕要写一本书出来。不过﹐下面的列表相信也可以帮助我们了解一下的。
项目/类型 | 80386 | 80486 | Pentium | Pentium II |
数据BUS | 32 bit | 32 bit | 64 bit | 64 bit |
地址BUS | 32 bit | 32 bit | 32 bit | 36 bit |
地址范围 | 4 GB | 4 GB | 4 GB | 64 GB |
虚拟记忆体 | 32 TB | 32 TB | 32 TB | 64 TB |
运算速度 | 16-33 MHz | 33-100 MHz | 100-266 MHz | 233-450 MHz |
浮点运算 | 无 | 有 | 有 | 有 |
内置缓冲 | 无 | 有(1) | 有(2) | 有(512K L2) |
管道处理 | 无 | 有(1) | 有(2) | 有(3) |
多工处理 | 无 | 无 | 有(2) | 有(4) |
(啊,抱歉,数据有点旧,懒得更新了。关于更准确和最新的CPU数据﹐可以到www.intel.com里面查找)
在1980年末﹐IBM才开始大举进军个人电脑市场。在这之前﹐苹果早在1976年就推出了Apple I个人电脑﹐此时Apple II也已经成功地拥有很大数量的用户了。IBM PC使用的CPU厂商Intel其实早在1976年也推出了一款型号叫8086的CPU﹐其后不久的8088和它很相近﹐比起现代的CPU来说﹐它们可以说是慢得象蜗牛了﹕最快的只有8MHz﹗Intel相继8086和8088之后还推出了80186和80188﹐但不是很成功。但是Intel打算将系统部件合并到CPU去的概念却对后来生产更快的CPU﹐如80286/80386﹐起到很重要的作用。从80386起人们就把80给去掉了﹐直接称为x86了。当Intel在推出486其后下一代的产品时,厂商将CPU型号命名为Pentium,从此,PII,P!!!,P4等不同年代的CPU也都以Pentium命名。但在程序界中,仍有不少人继续称Pentium CPU为586,686的,只是越来越少人坚持如此了。
所有年代的CPU都有一个特性:向后(旧)兼容。也就是说:486的CPU可以跑386的程序,但不能跑“专为”586写的程序。故此,许多程序员在发布程序版本的时候,仍冠以i368的名字(其中的i就是Intel的意思)。
如何计算CPU的速度﹖
要真正发挥CPU的效率﹐与周边设施的配合是密不可分的。因为他们要在同一速率上才能工作﹐时间上必须要配合默契。当CPU完成了一个运算之后﹐I/O也要同时将产生的运算结果传达出去﹐也同时传给CPU下一个运算数据。这情形就像接力赛那样﹐如果时间不吻合﹐接力棒就会丢了。不过﹐CPU处理数据往往要比单纯的数据交接更须时间。聪明的CPU设计工程师想出了一道绝招﹕就是将CPU运行于比BUS(所有系统数据的运送信道)快一定倍数的速度上。这样等周边反应过来的同时﹐CPU也率先完成运用了﹐(时至今日﹐CPU的速度远远快过周边﹐掉过来往往是CPU等它们了)。
通常CPU的型号也按这个BUS的倍数比计算出来的﹕
BUS速度/倍数 | x3 | x3.5 | x4 | x4.5 | x5 |
66 MHz | 200 MHz | 233 MHz | 266 MHz | 300 MHz | 333 MHz |
83 MHz | 266 MHz | 300 MHz | 333 MHz | 400 MHz | 450 MHz |
100 MHz | 300 MHz | 350 MHz | 400 MHz | 450 MHz | 500 MHz |
细心的阁下或许已经看出来﹐型号上的CPU速度其实并不是真实的数字﹐而是按照传统习惯取比较接近数值得出来的。而且相同的速度可以由不同的组合达到﹐比如﹕300MHz就可以是66MHz x 4.5或是100MHz x 3来达到。
据闻传说﹐CPU在生产的时候都是一样的﹐之后厂家经过测试﹐按照尽可能稳定情况下的最高速度原则来定型号的。有些用家买了低速的CPU回来﹐然后经过改变BUS速度和倍数以求更快的速度﹐这就是所谓的“超频”了。不过﹐阁下看到这里可别忙着去修改自己的电脑哦﹐否则要有什么元件损坏﹐网中人可一概不负责的哦~~
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