决定cpu芯片内部数据传输与操作速度
cpu的主要性能指标有:
1、主频
也就是CPU的时钟频率,简单地说也就是CPU的工作频率,一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越高,CPU的速度也就越快了,不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同,所以并不能完全用主频来概括CPU的性能,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
2、外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz,CPU的外频决定着整块主板的运行速度,通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频,但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的,前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,这样会造成整个服务器系统的不稳定。
3、倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系,在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高,但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大,这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应,CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。
4、制程技术
制程越小发热量越小,这样就可以集成更多的晶体管,CPU效率也就更高。
cpu的传输速率
前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。 外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。 其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。之前我们知道IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
在cpu和内存之间通过总线传输数据
1.中央处理器:是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
2.内存储器:包括寄存器、高速缓冲存储器和主存储器。寄存器在CPU芯片的内部,高速缓冲存储器也制作在CPU芯片内,而主存储器由插在主板内存插槽中的若干内存条组成。内存的质量好坏与容量大小会影响计算机的运行速度。
3.计算机输入输出接口:用于外部设备或用户电路与CPU之间进行数据、信息交换以及控制,使用时应使微型计算机总线把外部设备和用户电路连接起来,这时就需要使用微型计算机总线接口;当微型计算机系统与其它系统直接进行数字通信时使用通信接口。
4.总线:是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束,按照计算机所传输的信息种类,计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
决定cpu数据传输能力的是
主频,外频和倍频。主频是CPU的时钟频率,即CPU的工作频率。一般来说,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越高,CPU的速度也就越快。
外频及CPU和周边传输数据的频率,具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。倍频和外频相乘就是主频。
负责cpu与内存间的数据传输
Intel的旧平台上的确是南北桥搭配CPU,CPU与北桥间是FSB总线,北桥内集成了内存控制器,内存直接挂载到内存控制器里。所以读取内存时,CPU要经过FSB与北桥沟通,这样FSB的带宽就会影响整个读取速率。所以之后Intel改变架构,将FSB变成QPI,QPI总线的优势自己去查,它的传输速率最大6.4GT/s,而将内存控制器集成在CPU里面,支持最大到1600MHz的DDR3.
AMD的HT总线架构先于QPI,内存控制器集成在CPU里面。内存直接挂载到内存控制器上。像现在HT3的传输速率能达到5.2-6.4GT/s, 在CPU与CPU间,CPU与芯片组间连接了HT总线。
所以说CPU与内存间传输数据是通过地址总线,控制总线,数据总线来传输。并不是通过HT
cpu总线速度决定了cpu芯片内部数据
cpu的字长由数据总线的位数决定。
字长与计算机的功能和用途有很大的关系,是计算机的一个重要技术指标。字长直接反映了一台计算机的计算精度,为适应不同的要求及协调运算精度和硬件造价间的关系,大多数计算机均支持变字长运算,即机内可实现半字长、全字长(或单字长)和双倍字长运算。在其他指标相同时,字长越大计算机的处理数据的速度就越快。
决定CPU芯片内部数据传输与操作速度的最主要因素是
cpu的性能的决定因素有:頭條萊垍
1、主频主频越高,CPU处理数据的速度就越快。主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。條萊垍頭
2、外频CPU的外频决定着整块主板的运行速度。外频是CPU的基准频率,单位是MHz。在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频,CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的。萊垍頭條
3、总线频率前端总线(FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。萊垍頭條
4、倍频系数在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。萊垍頭條
5、缓存缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。缓存大小也是CPU的重要指标之一。 萊垍頭條
解决cpu与内存之间数据传输率差异的存储器
CPU可以直接访问内存储器。
内存储器是与CPU进行沟通的桥梁,用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。
扩展资料:
CPU的主要功能:
1、处理指令
这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机系统工作的正确性。
2、执行操作
一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
3、控制时间
时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地工作。
4、处理数据
即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据, 并执行指令。
决定cpu芯片内部数据传输与操作速度的因素
1.必须有+5 V电源电压(工作电压)。
2.必须有正常的复位(清零)电平:任何一种微处理器在开机时都必须进行复位(清零),才能保证每次开机后能够重现上一次的工作状态。实现这一功能的方法是:在微处理器(CPU)获得稳定的工作电压之前,使复位端保持一个短暂时间(约1 ms)的低电平后转为高电平(+5 V),这就是常用的低电平复位方式。当然,也有一些CPU电路采用高电平复位,具体形式依电路设计而定。总之,无论何种复位方式,都必须使复位电压延时(时间很短,一般万用表测不出来)于+5 V工作电压。
3.主时钟振荡信号必须正常:主时钟振荡电路由CPU内部电路和外围元件(晶体和阻容元件)组成,振荡回路产生的振荡脉冲,经内部电路分频形成时钟脉冲,用来控制数据的传输和存储。晶体的固有频率依电路设计的不同而各有所异,大部分机型都采用4 MHz晶体,此外还有10 MHz、455 kHz等几种。
以上三个条件便是CPU正常工作的必要条件,缺一不可。若CPU不能启动,必须首先从上述三个必要条件中查找原因,除此之外,还要检查CPU本身不良或面板键漏电粘连等。
传输数据时,用cpu时间最长的方式是( )
1.程序方式:指用输入/输出指令,来控制信息传输的方式,是一种软件控制方式,根据程序控制的方法不同,又可以分为无条件传送方式和条件传送方式。
无条件传送方式接口简单,适用于那些能随时读写的设备。条件传送方式(查询方式) 的特点是接口电路简单,CPU利用率低(程序循环等待),接口需向CPU提供查询状态。适用于CPU不太忙,传送速度要求不高的场合。要求各种外设不能同时工作,外设处于被动状态。
2.中断方式:当外设准备好时,由外设通过接口电路向CPU发出中断请求信号,CPU在允许的情况下,暂停执行当前正在执行的程序,响应外设中断,转入执行相应的中断服务子程序,与外设进行一次数据传送,数据传送结束后,CPU返回继续执行原来被中断的程序。其特点是CPU的利用率高,外设具有申请CPU中断的主动权, CPU和外设之间处于并行工作状态。但中断服务需要保护断点和恢复断点(占用存储空间,降低速度), CPU和外设之间需要中断控制器。适用于CPU的任务较忙、传送速度要求不高的场合,尤其适合实时控制中的紧急事件处理。
3.存储器直接存取方式(DMA):外设利用专用的接口(DMA控制器)直接与存储器进行高速数据传送,并不经过CPU(CPU不参与数据传送工作),总线控制权不在CPU处,而由DMA 控制器控制。其特点是接口电路复杂,硬件开销大。大批量数据传送速度极快。适用于存储器与存储器之间、存储器与外设之间的大批量数据传送的场合。
I/O输入/输出(Input/Output),分为IO设备和IO接口两个部分。 在POSIX兼容的系统上,例如Linux系统[1] ,I/O操作可以有多种方式,比如DIO(Direct I/O),AIO(Asynchronous I/O,异步I/O),Memory-Mapped I/O(内存映射I/O)等,不同的I/O方式有不同的实现方式和性能,在不同的应用中可以按情况选择不同的I/O方式。