CPU 是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制核心，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作，最終都將通過(guò)指令集映射為CPU的操作。為增進(jìn)大家對(duì)CPU的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)CPU超頻以及CPU的緩存予以介紹。如果你對(duì)CPU具有興趣，不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

一、cpu超頻

通常所說(shuō)的超頻簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是人為提高CPU的外頻或倍頻，使之運(yùn)行頻率得到大幅提升，即CPU超頻。

為了了解怎樣超頻系統(tǒng)，首先必須懂得系統(tǒng)是怎樣工作的。用來(lái)超頻最常見(jiàn)的部件就是處理器了。

在購(gòu)買(mǎi)處理器或CPU的時(shí)候，會(huì)看到它的運(yùn)行速度。例如，PenTIum 4 3.2GHz CPU運(yùn)行在3200MHz下。這是對(duì)一秒鐘內(nèi)處理器經(jīng)歷了多少個(gè)時(shí)鐘周期的度量。一個(gè)時(shí)鐘周期就是一段時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)處理器能夠執(zhí)行給定數(shù)量的指令。所以在邏輯上，處理器在一秒內(nèi)能完成的時(shí)鐘周期越多，它就能夠越快地處理信息，而且系統(tǒng)就會(huì)運(yùn)行得越快。1MHz是每秒一百萬(wàn)個(gè)時(shí)鐘周期，所以3.2GHz的處理器在每秒內(nèi)能夠經(jīng)歷3，200，000，000或是32億個(gè)時(shí)鐘周期。

超頻的目的是提高處理器的GHz等級(jí)，以便它每秒鐘能夠經(jīng)歷更多的時(shí)鐘周期。計(jì)算處理器速度的公式是這個(gè)：

外頻(以MHz為單位)×倍頻 = 速度(以MHz為單位)。

FSB = 外頻 × 4(AMD Athlon XP處理器除外)

來(lái)解釋FSB和倍頻是什么：

FSB(對(duì)AMD處理器來(lái)說(shuō)是HTT*)，或前端總線(xiàn)，就是整個(gè)系統(tǒng)與CPU通信的通道。所以，F(xiàn)SB能運(yùn)行得越快，顯然整個(gè)系統(tǒng)就能運(yùn)行得越快。

CPU廠(chǎng)商已經(jīng)找到了增加CPU的FSB有效速度的方法。他們只是在每個(gè)時(shí)鐘周期中發(fā)送了更多的指令。所以CPU廠(chǎng)商已經(jīng)有每個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)送兩條指令的辦法(AMD CPU)，或甚至是每個(gè)時(shí)鐘周期四條指令(Intel CPU)，而不是每個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)送一條指令。那么在考慮CPU和看FSB速度的時(shí)候，必須認(rèn)識(shí)到它不是真正地在那個(gè)速度下運(yùn)行。Intel CPU是“四芯的”，也就是它們每個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)送4條指令。這意味著如果看到800MHz的FSB，潛在的FSB速度其實(shí)只有200MHz，但它每個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)送4條指令，所以達(dá)到了800MHz的有效速度。相同的邏輯也適用于AMD CPU，不過(guò)它們只是“二芯的”，意味著它們每個(gè)時(shí)鐘周期只發(fā)送2條指令。所以在AMD CPU上400MHz的FSB是由潛在的200MHz FSB每個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)送2條指令組成的。

這是重要的，因?yàn)樵诔l的時(shí)候?qū)⒁幚鞢PU真正的FSB速度，而不是有效CPU速度。

速度等式的倍頻部分也就是一個(gè)數(shù)字，乘上FSB速度就給出了處理器的總速度。例如，如果有一顆具有200MHz FSB(在乘二或乘四之前的真正FSB速度)和10倍頻的CPU，那么等式變成：

(FSB)200MHz×(倍頻)10 = 2000MHz CPU速度，或是2.0GHz。

在某些CPU上，例如Intel自1998年以來(lái)的處理器，倍頻是鎖定不能改變的。在有些上，例如AMD Athlon 64處理器，倍頻是“封頂鎖定”的，也就是可以改變倍頻到更低的數(shù)字，但不能提高到比最初的更高。在其它的CPU上，倍頻是完全放開(kāi)的，意味著能夠把它改成任何想要的數(shù)字。這種類(lèi)型的CPU是超頻極品，因?yàn)榭梢院?jiǎn)單地通過(guò)提高倍頻來(lái)超頻CPU，市面上可以見(jiàn)到的AMD黑盒處理器和Intel以K末尾的處理器就是這類(lèi)CPU。

在CPU上提高或降低倍頻比FSB容易得多了。這是因?yàn)楸额l和FSB不同，它只影響CPU速度。改變FSB時(shí)，實(shí)際上是在改變每個(gè)單獨(dú)的電腦部件與CPU通信的速度。這是在超頻系統(tǒng)的所有其它部件了。這在其它不打算超頻的部件被超得太高而無(wú)法工作時(shí)，可能帶來(lái)各種各樣的問(wèn)題。不過(guò)一旦了解了超頻是怎樣發(fā)生的，就會(huì)懂得如何去防止這些問(wèn)題了。

* 在AMD Athlon 64 CPU上，術(shù)語(yǔ)FSB實(shí)在是用詞不當(dāng)。本質(zhì)上并沒(méi)有FSB。FSB被整合進(jìn)了芯片。這使得FSB與CPU的通信比Intel的標(biāo)準(zhǔn)FSB方法快得多。它還可能引起一些混亂，因?yàn)锳thlon 64上的FSB有時(shí)可能被說(shuō)成HTT。如果看到某些人在談?wù)撎岣逜thlon 64 CPU上的HTT，并且正在討論認(rèn)可為普通FSB速度的速度，那么就把HTT當(dāng)作FSB來(lái)考慮。在很大程度上，它們以相同的方式運(yùn)行并且能夠被視為同樣的事物，而把HTT當(dāng)作FSB來(lái)考慮能夠消除一些可能發(fā)生的混淆。

二、CPU緩存

CPU緩存是CPU和內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器，雖然緩存的容量不能與內(nèi)存和硬盤(pán)相比，但是交換速度卻比它們快得多了，CPU緩存就是為了更快的連接CPU與內(nèi)存而存儲(chǔ)在中間媒介。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，因?yàn)镃PU的速度快，而內(nèi)存的速度較慢，這時(shí)CPU緩存來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，減少了CPU的等待時(shí)間，變相的提高了CPU的性能。

舉個(gè)例子，比如CPU需要做一個(gè)加法運(yùn)算，需要-2個(gè)時(shí)鐘周期，如果從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)需要100-300個(gè)周期，而CPU是不可能等待那么長(zhǎng)的時(shí)間，即使是高端CPU也變成龜速，因此通過(guò)高速緩存來(lái)減少了CPU等待時(shí)間。

在主流的CPU中，一般緩存分為一級(jí)緩存、二級(jí)緩存、三級(jí)緩存，而它們之間的速度呈遞減，容量呈遞增，讀取一級(jí)緩存中的信息需要3個(gè)周期，與CPU處理運(yùn)算的速度無(wú)限接近了，讀取二級(jí)緩存的周期大約10-15個(gè)周期，而三級(jí)緩存所需時(shí)間為50個(gè)周期左右。

之所以CPU需要采用這種層級(jí)結(jié)構(gòu)，主要就是是從成本、性能、容量還有面積上來(lái)平衡的，對(duì)于CPU緩存來(lái)說(shuō)，下面幾點(diǎn)是它們提升的目前，也就所謂的CPU緩存的作用。

1、縮短延遲

訪(fǎng)問(wèn)緩存的時(shí)間應(yīng)該盡可能縮短，可以通過(guò)多種的方式縮短這個(gè)時(shí)間，比如能夠通過(guò)減小緩存的大小或關(guān)聯(lián)性來(lái)降低緩存的延遲，還有方式預(yù)測(cè)、增加帶寬等方法。

2、提升命中率

所謂的命中率是在高速緩存中找到內(nèi)存引用的速率，我們希望能夠首先通過(guò)緩存中獲得信息，以得到速度優(yōu)勢(shì)，所以緩存需要最大限度地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。對(duì)于單個(gè)高速緩存，大小、關(guān)聯(lián)性和塊大小決定命中率。

3、降低更低級(jí)別內(nèi)存下的開(kāi)銷(xiāo)

高速緩存是內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)的一部分，其性能會(huì)影響其它性能，處理其它內(nèi)存花費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)，意味著系統(tǒng)性能越低，也就是說(shuō)盡可能讓處理在緩存中完成。

4、減少錯(cuò)失懲罰

緩存中不能命中是無(wú)法避免的事情，但是我們可以減少處理未命中所需的時(shí)間以獲得更好的處理器性能，通過(guò)提升命中率并通過(guò)應(yīng)用不同的優(yōu)化，能夠降低錯(cuò)失懲罰。

高速緩存是CPU中十分重要的部分，占據(jù)了大量的資源開(kāi)銷(xiāo)和成本，如果您看過(guò)CPU架構(gòu)圖的話(huà)，您就會(huì)發(fā)現(xiàn)緩存占據(jù)了至少50%的面積，絕對(duì)至關(guān)重要。

總結(jié)：

CPU緩存的作用說(shuō)白了就是提高命中率、降低延遲、降低內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)、減少錯(cuò)失懲罰等，對(duì)于一般用戶(hù)你只需了解CPU緩存能夠提升CPU的工作效率即可，緩存在cpu參數(shù)中的作用舉足輕重。

以上便是此次小編帶來(lái)的CPU相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)CPU已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!