CPU 主要技術指標之完全解析
一、決定CPU性能技術指標
      ??每個買CPU的消費者，第一時間要過問的就是它的性能，對于一個CPU來說，性能是否強大是它能否在市場上生存下去的第一要素，那么CPU的性能是由哪些因素決定的咧？下面就列出影響CPU性能的主要技術指標：

    ??1、主頻，也就是CPU的時鐘頻率，簡單地說也就是CPU的工作頻率。一般說來，一個時鐘周期完成的指令數是固定的，所以主頻越高，CPU的速度也就越快了。不過由于各種CPU的內部結構也不盡相同，所以并不能完全用主頻來概括CPU的性能。至于外頻就是系統總線的工作頻率；而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。用公式表示就是：主頻=外頻×倍頻。

    ??2、內存總線速度或者叫系統總線速度，一般等同于CPU的外頻。內存總線的速度對整個系統性能來說很重要，由于內存速度的發展滯后于CPU的發展速度，為了緩解內存帶來的瓶頸，所以出現了二級緩存，來協調兩者之間的差異，而內存總線速度就是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的工作頻率。

    ??3、L1高速緩存，也就是我們經常說的一級高速緩存。在CPU里面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。采用回寫(Write Back)結構的高速緩存。它對讀和寫操作均有可提供緩存。而采用寫通(Write-through)結構的高速緩存，僅對讀操作有效。在486以上的計算機中基本采用了回寫式高速緩存。在目前流行的處理器中，奔騰Ⅲ和Celeron處理器擁有32KB的L1高速緩存，奔騰4為8KB，而AMD的Duron和Athlon處理器的L1高速緩存高達128KB。

    ??4、L2高速緩存，指CPU第二層的高速緩存，第一個采用L2高速緩存的是奔騰Pro處理器，它的L2高速緩存和CPU運行在相同頻率下的，但成本昂貴，市場生命很短，所以其后奔騰 II的L2高速緩存運行在相當于CPU頻率一半下的。接下來的Celeron處理器又使用了和CPU同速運行的L2高速緩存，現在流行的CPU,無論是AthlonXP和奔騰4，其L2高速緩存都是和CPU同速運行的。除了速度以外，L2高速緩存容量也會影響CPU的性能，原則是越大越好，現在家庭用CPU容量最大的是512KB，而服務器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達1MB-3MB。

    ??5、流水線技術、超標量。流水線(pipeline)是 Intel首次在486芯片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然后將一條X86指令分成5~6步后再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時鐘周期完成一條指令，因此提高了CPU的運算速度。超流水線是指某型 CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上，例如奔騰 4的流水線就長達20步。將流水線設計的步(級)數越多，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻更高的CPU。超標量是指在一個時鐘周期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想象的，只有奔騰級以上CPU才具有這種超標量結構；這是因為現代的CPU越來越多的采用了RISC技術，所以才會有超標量的CPU。

          6、協處理器或者叫數學協處理器。在486以前的CPU里面，是沒有內置協處理器的。由于協處理器主要的功能就是負責浮點運算，因此386、286、8088等等微機CPU的浮點運算性能都相當落后，自從486以后，CPU一般都內置了協處理器，協處理器的功能也不再局限于增強浮點運算。現在CPU的浮點單元（協處理器）往往對多媒體指令進行了優化。比如Intel的MMX技術，MMX是“多媒體擴展指令集”的縮寫。MMX是Intel公司在1996年為增強奔騰 CPU在音像、圖形和通信應用方面而采取的新技術。為CPU新增加57條MMX指令，把處理多媒體的能力提高了60％左右。現在的CPU已經普遍內置了這些多媒體指令集，例如現在奔騰4內置了SSE2指令集，而AthlonXP則內置增強型的3DNow!指令集。

    ??7、工作電壓。工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU（386、486）由于工藝落后，它們的工作電壓一般為5V（奔騰等是3.5V/3.3V/2.8V等），隨著CPU的制造工藝與主頻的提高，CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢，Intel最新出品的Tualatin核心Celeron已經采用1.475V的工作電壓了。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題。這對于筆記本電腦尤其重要。

    ??8、亂序執行和分枝預測，亂序執行是指CPU采用了允許將多條指令不按程序規定的順序分開發送給各相應電路單元處理的技術。分枝是指程序運行時需要改變的節點。分枝有無條件分枝和有條件分枝，其中無條件分枝只需要CPU按指令順序執行，而條件分枝則必須根據處理結果再決定程序運行方向是否改變，因此需要“分枝預測”技術處理的是條件分枝。

    ??9、制造工藝，制造工藝雖然不會直接影響CPU的性能，但它可以可以極大地影響CPU的集成度和工作頻率，制造工藝越精細，CPU可以達到的頻率越高，集成的晶體管就可以更多。第一代奔騰 CPU的制造工藝是0.35微米， 最高達到266Mhz的頻率，PII和賽揚是0.25微米，頻率最高達到450Mhz。銅礦核心的奔騰Ⅲ制造工藝縮小到了0.18微米，最高頻率達到1.13Ghz。Northwood核心的奔騰4CPU制造工藝達到0.13微米，目前制造工藝已經達到0.045 微米。