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硬件术语详解

发布日期：2005-3-6 19:56:03 作者：出处：

硬件术语大全 CPU：（Central Pocessing Unit），中央处理器，是计算机的头脑，90%以上的数据信息都是由它来完成的。它的工作速度快慢直接影响到整部电脑的运行速度。CPU集成上万个晶体管，可分为控制单元（Control Unit；CU）、逻辑单元（Arithmetic Logic Unit；ALU）、存储单元（Memory Unit；MU）三大部分。以内部结构来分可分为：整数运算单元，浮点运算单元，MMX单元，L1 Cache单元和寄存器等。主频：CPU内部的时钟频率，是CPU进行运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。但由于内部结构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。外频：即系统总线，CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。倍频：原先并没有倍频概念，CPU的主频和系统总线的速度是一样的，但CPU的速度越来越快，倍频技术也就应允而生。它可使系统总线工作在相对较低的频率上，而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为：主频 = 外频 x 倍频：也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。缓存：（Cache），CPU进行处理的数据信息多是从内存中调取的，但CPU的运算速度要比内存快得多，为此在此传输过程中放置一存储器，存储CPU经常使用的数据和指令。这样可以提高数据传输速度。可分一级缓存和二级缓存。一级缓存：即L1 Cache。集成在CPU内部中，用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。由于缓存指令和数据与CPU同频工作，L1级高速缓存缓存的容量越大，存储信息越多，可减少CPU与内存之间的数据交换次数，提高CPU的运算效率。但因高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在有限的CPU芯片面积上，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。二级缓存：即L2 Cache。由于L1级高速缓存容量的限制，为了再次提高CPU的运算速度，在CPU外部放置一高速存储器，即二级缓存。工作主频比较灵活，可与CPU同频，也可不同。CPU在读取数据时，先在L1中寻找，再从L2寻找，然后是内存，在后是外存储器。所以L2对系统的影响也不容忽视。内存总线速度：（Memory-Bus Speed），是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间数据交流的速度。扩展总线速度：（Expansion-Bus Speed），是指CPU与扩展设备之间的数据传输速度。扩展总线就是CPU与外部设备的桥梁。地址总线宽度：简单的说是CPU能使用多大容量的内存，可以进行读取数据的物理地址空间。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。生产工艺：在生产CPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。其生产的精度以微米（um）来表示，精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，提高CPU的集成度，CPU的功耗也越小。这样CPU的主频也可提高，在0.25微米的生产工艺最高可以达到600MHz的频率。而0.18微米的生产工艺CPU可达到G赫兹的水平上。0.13微米生产工艺的CPU即将面市。工作电压：是指CPU正常工作所需的电压，提高工作电压，可以加强CPU内部信号，增加CPU的稳定性能。但会导致CPU的发热问题，CPU发热将改变CPU的化学介质，降低CPU的寿命。早期CPU工作电压为5V，随着制造工艺与主频的提高，CPU的工作电压有着很大的变化，PIIICPU的电压为1.7V，解决了CPU发热过高的问题。位：计算机的运算单位，在数字运算中采用二进制，"0"和"1"，在CPU中都是一位。字节：通常将可表示常用英文字符8位二进制称为一字节。字长：在同一时间中处理二进制数的位数叫字长。通常称处理字长为8位数据的CPU叫8位CPU，32位CPU就是在同一时间内处理字长为32位的二进制数据。IA-32（Intel Architecture）：英特尔体系架构，英特尔从486开始采用，也就叫X86-32架构，在同一时间内可以处理32位二进制数据。CPU的工作宽度是32位。其它公司在软硬方面都兼容此架构，也列属于IA-32架构。IA-64：英特尔即将推出的64位CPU，其物理结构和工作电气等与IA-32完全不同。X86-64：有AMD公司设计，可以在同一时间内处理64位的整数运算，并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址，同时提供转换为32位定址选项；但数据操作指令默认为32位和8位，提供转换成64位和16位的选项；支持常规用途寄存器，如果是32位运算操作，就要将结果扩展成完整的64位。这样，指令中有"直接执行"和"转换执行"的区别，其指令字段是8位或32位，可以避免字段过长。ISC指令（Complex Instruction Set Computing）：复杂指令集。在早期CPU执行的指令都是复杂指令集，完全采用复杂指令来支持高级语言、应用程序和操作系统。RISC指令（Reduced Instruction Set Computing）：精简指令集。因在CPU中的指令集多是简单指令，这样就从复杂指令集中精简出来。它的特点是指令系统小，采用标准字长的指令，加快指令执行速度，还可在CPU中采用超标量技术，极易提升CPU时钟频率。显性并行指令计算（EPIC，ExplicitlyParallelInstructionComputing）：下一代指令集架构。IA-64指令系统的统称。集成RISC和VLIW各自的优势技术，指令字长为128位，包含三个40位的指令和一个8位的模版代码。每个指令分为多个独立的操作字段，每个字段可分别控制各个功能部件并行工作，而模版中包含各指令间并行处理的信息，依据模版代码信息，可同时在不同的执行单元中执行三条没有相关性的指令，控制并行处理关系，提高并行处理能力。超长指令字（VLIW，Very Long Instruction Word）：新一带指令集，字长高达128位，运行速度成倍增加。它还继承了RISC指令集结构上的优势，可使CPU以较少的晶体管数达到很高的代码运行效率。它是以按序执行，节省了为乱序执行而必须的晶体管开销，减少晶体管数，降低功耗和发热量。单指令多数据流并行处理结构（SIMD，Single Instruction Multiple Data）：可用一个指令并行处理多个数据，缩短在处理视频、音频、图形、动画时循环运算时间。MMX多媒体指令集（Multi Media Extension）：在CPU内加入57条多媒体指令，主要增强CPU对多媒体信息的处理，提高CPU在音频、图形、视频和通信应用方面的处理能力。但由于它只对整数运算进行了优化而没有加强浮点方面的运算能力。所以在3D图形，因特网3D网页应用方面欠佳。3D NOW!：是针对MMX指令集没有加强浮点处理能力方面而设计的。由AMD公司开发的多媒体扩展指令集，共有27条指令。主要应用于3D游戏等浮点运算中，能迅速地对3D图形进行辅助处理，从而使CPU的3D性能大大提高。

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2005-03-06