【導(dǎo)讀】“CPU適用類型”是指該處理器所適用的應(yīng)用類型，針對(duì)不同用戶的不同需求、不同應(yīng)用范圍，CPU被設(shè)計(jì)成各不相同的類型，即分為嵌入式和通用式、微控制式。嵌入式CPU主要用于運(yùn)行面向特定領(lǐng)。域的專用程序，配備輕量級(jí)操作系統(tǒng)，其應(yīng)用極其廣泛，像移動(dòng)電話、DVD、機(jī)頂盒等都是使用嵌入式CPU。微控制式CPU主要用于汽車空調(diào)、自動(dòng)機(jī)械等自控設(shè)備領(lǐng)域。個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、服務(wù)器（工作站）以及筆記本三種。臺(tái)式機(jī)的CPU，就是平常大部分場(chǎng)合所提到的應(yīng)用于PC的CPU，平常所說(shuō)Intel的奔騰4、賽揚(yáng)、AMD. 的AthlonXP等等都屬于此類CPU。理任務(wù)的數(shù)量等方面的要求都要高于單機(jī)CPU。擬的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的服務(wù)器都要滿足每天24小時(shí)、每周7天的滿負(fù)荷工作要求。據(jù)處理量很大，需要采用多CPU并行處理結(jié)構(gòu)，即一臺(tái)服務(wù)器中安裝2、4、8等多個(gè)CPU，需要注意的是，負(fù)荷工作，故障時(shí)間不能超過(guò)5分鐘。Socket478接口是目前Pentium4系列處理器所采用的接口類型，針腳數(shù)為478針。

　　

【正文】 理類似于 AGP的 2X或者 4X，它們使得前端總線的 頻率成為外頻的 2 倍、 4 倍甚至更高，從此之后前端總線和外頻的區(qū)別才開始被人們重視起來(lái)。 相關(guān)術(shù)語(yǔ)：處理器主頻 主頻，就是 CPU 的時(shí)鐘頻率，簡(jiǎn)單說(shuō)是 CPU 運(yùn)算時(shí)的工作頻率（ 1 秒內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù)）的簡(jiǎn)稱。單位是 Hz。它決定計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，主頻由過(guò)去 MHZ 發(fā)展到了現(xiàn)在的 GHZ（ 1G=1024M）。通常來(lái)講，在同系列微處理器，主頻越高就代表計(jì)算機(jī)的速度也越快，但對(duì)與不同類型的處理器，它就只能作為一個(gè)參數(shù)來(lái)作參考。另外 CPU 的運(yùn)算速度還要看 CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)。由于主頻并不直接代 表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的 CPU 實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。因此主頻僅僅是 CPU 性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表 CPU的整體性能。 說(shuō)到處理器主頻，就要提到與之密切相關(guān)的兩個(gè)概念：倍頻與外頻，外頻是 CPU 的基準(zhǔn)頻率，單位也是 MHz。外頻是 CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度，而且目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運(yùn)行的速度，在這種方式下，可以理解為 CPU 的外頻直接與內(nèi)存相連通，實(shí)現(xiàn)兩者間的同步運(yùn)行狀態(tài)；倍頻即主頻與外頻之比的倍數(shù)。主頻、外頻、倍頻，其關(guān)系式：主頻＝外頻 倍頻。早期的 CPU并沒(méi)有 “ 倍頻 ” 這個(gè)概念，那時(shí)主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的。隨著技術(shù)的發(fā)展， CPU 速度越來(lái)越快，內(nèi)存、硬盤等配件逐漸跟不上 CPU 的速度了，而倍頻的出現(xiàn)解決了這個(gè)問(wèn)題，它可使內(nèi)存等部件仍然工作在相對(duì)較低的系統(tǒng)總線頻率下，而 CPU 的主頻可以通過(guò)倍頻來(lái)無(wú)限提升（理論上）。我們可以把外頻看作是機(jī)器內(nèi)的一條生產(chǎn)線，而倍頻則是生產(chǎn)線的條數(shù)，一臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)速度的快慢（主頻）自然就是生產(chǎn)線的速度（外頻）乘以生產(chǎn)線的條數(shù)（倍頻）了。現(xiàn)在的廠商基本上都已經(jīng)把倍頻鎖死，要超頻只有從外頻下手，通過(guò)倍頻與外頻的搭配來(lái) 對(duì)主板的跳線或在 BIOS 中設(shè)置軟超頻，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)總體性能的部分提升。所以在購(gòu)買的時(shí)候要盡量注意 CPU 的外頻。 術(shù)語(yǔ)詳解 CPU 的倍頻，全稱是倍頻系數(shù)。 CPU 的核心工作頻率與外頻之間存在著一個(gè)比值關(guān)系，這個(gè)比值就是倍頻系數(shù)，簡(jiǎn)稱倍頻。理論上倍頻是從 一直到無(wú)限的，但需要注意的是，倍頻是以 單位。外頻與倍頻相乘就是主頻，所以其中任何一項(xiàng)提高都可以使 CPU 的主頻上升。 原先并沒(méi)有倍頻概念， CPU 的主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的，但 CPU的速度越來(lái)越快，倍頻技術(shù)也就 應(yīng)允而生。它可使系統(tǒng)總線工作在相對(duì)較低的頻率上，而 CPU 速度可以通過(guò)倍頻來(lái)無(wú)限提升。那么 CPU主頻的計(jì)算方式變?yōu)椋褐黝l = 外頻 x 倍頻。也就是倍頻是指 CPU 和系統(tǒng)總線之間相差的倍數(shù)，當(dāng)外頻不變時(shí)，提高倍頻， CPU 主頻也就越高。 術(shù)語(yǔ)詳解 通常我們所說(shuō)的 CPU 的 “ 制作工藝 ” 指得是在生產(chǎn) CPU 過(guò)程中，要進(jìn)行加工各種電路和電子元件，制造導(dǎo)線連接各個(gè)元器件。通常其生產(chǎn)的精度以微米（長(zhǎng)度單位， 1 微米等于千分之一毫米）來(lái)表示，未來(lái)有向納米（ 1 納米等于千分之一微米）發(fā)展的趨勢(shì)，精度越高，生 產(chǎn)工藝越先進(jìn)。在同樣的材料中可以制造更多的電子元件，連接線也越細(xì)，提高 CPU 的集成度， CPU的功耗也越小。 制造工藝的微米是指 IC 內(nèi)電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢(shì)是向密集度愈高的方向發(fā)展。密度愈高的 IC 電路設(shè)計(jì)，意味著在同樣大小面積的 IC 中，可以擁有密度更高、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。微電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，主要是靠工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，使得器件的特征尺寸不斷縮小，從而集成度不斷提高，功耗降低，器件性能得到提高。芯片制造工藝在 1995 年以后，從 微米、 微米、 微米、 微米、 、 ，而 微米的制造工藝將是下一代 CPU 的發(fā)展目標(biāo)。 術(shù)語(yǔ)詳解 CPU 緩存（ Cache Memoney）位于 CPU 與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器，它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分，但這一小部分是短時(shí)間內(nèi) CPU 即將訪問(wèn)的，當(dāng) CPU 調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí)，就可避開內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用，從而加快讀取速度。由此可見，在 CPU 中加入緩存是一種高效的解決方案，這樣整個(gè)內(nèi)存儲(chǔ)器（緩存 +內(nèi)存）就變成了既有緩存的高速度，又有內(nèi)存的大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)了。緩存對(duì) CPU 的性能影響很大，主要是因?yàn)?CPU的數(shù)據(jù)交換順序和 CPU與緩存間的帶寬引起的。 緩存的工作原理是當(dāng) CPU 要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，首先從緩存中查找，如果找到就立即讀取并送給 CPU 處理；如果沒(méi)有找到，就用相對(duì)慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給 CPU 處理，同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入緩存中，可以使得以后對(duì)整塊數(shù)據(jù)的讀取都從緩存中進(jìn)行，不必再調(diào)用內(nèi)存。 正是這樣的讀取機(jī)制使 CPU 讀取緩存的命中率非常高（大多數(shù) CPU可達(dá) 90%左右），也就是說(shuō) CPU下一次要讀取的數(shù)據(jù) 90%都在緩存中，只有大約 10%需要從內(nèi)存讀 取。這大大節(jié)省了 CPU 直接讀取內(nèi)存的時(shí)間，也使 CPU 讀取數(shù)據(jù)時(shí)基本無(wú)需等待?？偟膩?lái)說(shuō)， CPU讀取數(shù)據(jù)的順序是先緩存后內(nèi)存。 最早先的 CPU 緩存是個(gè)整體的，而且容量很低，英特爾公司從 Pentium時(shí)代開始把緩存進(jìn)行了分類。當(dāng)時(shí)集成在 CPU 內(nèi)核中的緩存已不足以滿足 CPU的需求，而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現(xiàn)了集成在與 CPU 同一塊電路板上或主板上的緩存，此時(shí)就把 CPU 內(nèi)核集成的緩存稱為一級(jí)緩存，而外部的稱為二級(jí)緩存。一級(jí)緩存中還分?jǐn)?shù)據(jù)緩存（ Data Cache， DCache）和指 令緩存（ Instruction Cache， ICache）。二者分別用來(lái)存放數(shù)據(jù)和執(zhí)行這些數(shù)據(jù)的指令，而且兩者可以同時(shí)被 CPU訪問(wèn)，減少了爭(zhēng)用 Cache 所造成的沖突，提高了處理器效能。英特爾公司在推出 Pentium 4 處理器時(shí)，還新增了一種一級(jí)追蹤緩存，容量為 12KB. 隨著 CPU 制造工藝的發(fā)展，二級(jí)緩存也能輕易的集成在 CPU內(nèi)核中，容量也在逐年提升。現(xiàn)在再用集成在 CPU 內(nèi)部與否來(lái)定義一、二級(jí)緩存，已不確切。而且隨著二級(jí)緩存被集成入 CPU內(nèi)核中，以往二級(jí)緩存與 CPU 大差距分頻的情況也被改變，此時(shí)其以相 同于主頻的速度工作，可以為 CPU 提供更高的傳輸速度。 二級(jí)緩存是 CPU 性能表現(xiàn)的關(guān)鍵之一，在 CPU核心不變化的情況下，增加二級(jí)緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的 CPU 高低端之分往往也是在二級(jí)緩存上有差異，由此可見二級(jí)緩存對(duì)于 CPU的重要性。 CPU 在緩存中找到有用的數(shù)據(jù)被稱為命中，當(dāng)緩存中沒(méi)有 CPU 所需的數(shù)據(jù)時(shí)（這時(shí)稱為未命中）， CPU才訪問(wèn)內(nèi)存。從理論上講，在一顆擁有二級(jí)緩存的 CPU 中，讀取一級(jí)緩存的命中率為 80%。也就是說(shuō) CPU一級(jí)緩存中找到的有用數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)總量的 80%，剩下的 20%從二級(jí) 緩存中讀取。由于不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)將要執(zhí)行的數(shù)據(jù)，讀取二級(jí)緩存的命中率也在 80%左右（從二級(jí)緩存讀到有用的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的 16%）。那么還有的數(shù)據(jù)就不得不從內(nèi)存調(diào)用，但這已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)小的比例了。目前的較高端的 CPU 中，還會(huì)帶有三級(jí)緩存，它是為讀取二級(jí)緩存后未命中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的 — 種緩存，在擁有三級(jí)緩存的 CPU 中，只有約 5%的數(shù)據(jù)需要從內(nèi)存中調(diào)用，這進(jìn)一步提高了 CPU 的效率。 為了保證 CPU 訪問(wèn)時(shí)有較高的命中率，緩存中的內(nèi)容應(yīng)該按一定的算法替換。一種較常用的算法是 “ 最近最少使用算法 ” （ LRU 算法），它是將最近一段 時(shí)間內(nèi)最少被訪問(wèn)過(guò)的行淘汰出局。因此需要為每行設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器， LRU 算法是把命中行的計(jì)數(shù)器清零，其他各行計(jì)數(shù)器加 1。當(dāng)需要替換時(shí)淘汰行計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值最大的數(shù)據(jù)行出局。這是一種高效、科學(xué)的算法，其計(jì)數(shù)器清零過(guò)程可以把一些頻繁調(diào)用后再不需要的數(shù)據(jù)淘汰出緩存，提高緩存的利用率。 CPU 產(chǎn)品中，一級(jí)緩存的容量基本在 4KB 到 18KB 之間，二級(jí)緩存的容量則分為 128KB、 256KB、 512KB、1MB、 2MB 等。一級(jí)緩存容量各產(chǎn)品之間相差不大，而二級(jí)緩存容量則是提高 CPU 性能的關(guān)鍵。二級(jí)緩存容量的提升是由 CPU 制造 工藝所決定的，容量增大必然導(dǎo)致 CPU內(nèi)部晶體管數(shù)的增加，要在有限的 CPU 面積上集成更大的緩存，對(duì)制造工藝的要求也就越高。 術(shù)語(yǔ)詳解 CPU 的工作電壓（ Supply Voltage），即 CPU正常工作所需的電壓。任何電器在工作的時(shí)候都需要電，自然也有對(duì)應(yīng)額定電壓， CPU 也不例外。目前 CPU的工作電壓有一個(gè)非常明顯的下降趨勢(shì)，較低的工作電壓主要三個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1. 采用低電壓的 CPU 的芯片總功耗降低了。功耗降低，系統(tǒng)的運(yùn)行成本就相應(yīng)降低，這對(duì)于便攜式和移動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要，使其現(xiàn)有的電池可以 工作更長(zhǎng)時(shí)間，從而使電池的使用壽命大大延長(zhǎng)； 2. 功耗降低，致使發(fā)熱量減少，運(yùn)行溫度不過(guò)高的 CPU 可以與系統(tǒng)更好的配合； 3. 降低電壓是 CPU 主頻提高的重要因素之一。 CPU 的工作電壓分為兩個(gè)方面， CPU 的核心電壓與 I/O 電壓。核心電壓即驅(qū)動(dòng) CPU 核心芯片的電壓， I/O電壓則指驅(qū)動(dòng) I/O 電路的電壓。通常 CPU的核心電壓小于等于 I/O電壓。 早期 CPU（ 286～ 486 時(shí)代）的核心電壓與 I/O 一致，通常為 5V，由于當(dāng)時(shí)的制造工藝相對(duì)落后，以致CPU 的發(fā)熱量過(guò)大，導(dǎo)致其壽命縮短。不過(guò)那時(shí)的 CPU集成度很低，而 目前的 CPU集成度相當(dāng)高，因此顯得現(xiàn)在的 CPU 發(fā)熱量更大。隨著 CPU的制造工藝提高，近年來(lái)各種 CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢(shì)，目前臺(tái)式機(jī)用 CPU 核電壓通常為 2V 以內(nèi)，筆記本專用 CPU 的工作電壓相對(duì)更低，從而達(dá)到大幅減少功耗的目的，以延長(zhǎng)電池的使用壽命，并降低了 CPU 發(fā)熱量。而且現(xiàn)在的 CPU會(huì)通過(guò)特殊的電壓 ID（ VID）引腳來(lái)指示主板中嵌入的電壓調(diào)節(jié)器自動(dòng)設(shè)置正確的電壓級(jí)別。 許多面向新款 CPU 的主板都會(huì)提供特殊的跳線或者軟件設(shè)置，通過(guò)這些跳線或軟件，可以根據(jù)具體需要手動(dòng)調(diào)節(jié) CPU 的工作電壓。很多實(shí)驗(yàn)表 明在超頻的時(shí)候適度提高核心電壓，可以加強(qiáng) CPU內(nèi)部信號(hào)，對(duì)CPU 性能的提升會(huì)有很大幫助 —— 但這樣也會(huì)提高 CPU的功耗，影響其壽命及發(fā)熱量，建議一般用戶不要進(jìn)行此方面的操作。 術(shù)語(yǔ)詳解 CPU 生產(chǎn)商為了提高 CPU 的性能，通常做法是提高 CPU 的時(shí)鐘頻率和增加緩存容量。不過(guò)目前 CPU的頻率越來(lái)越快，如果再通過(guò)提升 CPU 頻率和增加緩存的方法來(lái)提高性能，往往會(huì)受到制造工藝上的限制以及成本過(guò)高的制約。 盡管提高 CPU 的時(shí)鐘頻率和增加緩存容量后的確可以改善性能，但這樣的 CPU性能提高在 技術(shù)上存在較大的難度。實(shí)際上在應(yīng)用中基于很多原因， CPU 的執(zhí)行單元都沒(méi)有被充分使用。如果 CPU不能正常讀取數(shù)據(jù)（總線 /內(nèi)存的瓶頸），其執(zhí)行單元利用率會(huì)明顯下降。另外就是目前大多數(shù)執(zhí)行線程缺乏 ILP（ InstructionLevel Parallelism，多種指令同時(shí)執(zhí)行）支持。這些都造成了目前 CPU 的性能沒(méi)有得到全部的發(fā)揮。因此， Intel 則采用另一個(gè)思路去提高 CPU的性能，讓 CPU可以同時(shí)執(zhí)行多重線程，就能夠讓CPU 發(fā)揮更大效率，即所謂 “ 超線程（ HyperThreading，簡(jiǎn)稱 “HT” ） ” 技術(shù)。超 線程技術(shù)就是利用特殊的硬件指令，把兩個(gè)邏輯內(nèi)核模擬成兩個(gè)物理芯片，讓單個(gè)處理器都能使用線程級(jí)并行計(jì)算，進(jìn)而兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件，減少了 CPU 的閑置時(shí)間，提高的 CPU的運(yùn)行效率。 采用超線程及時(shí)可在同一時(shí)間里，應(yīng)用程序可以使用芯片的不同部分。雖然單線程芯片每秒鐘能夠處理成千上萬(wàn)條指令，但是在任一時(shí)刻只能夠?qū)σ粭l指令進(jìn)行操作。而超線程技術(shù)可以使芯片同時(shí)進(jìn)行多線程處理，使芯片性能得到提升。 超線程技術(shù)是在一顆 CPU 同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序而共同分享一顆 CPU內(nèi)的資源，理論上要像兩顆 CPU 一樣在同一時(shí)間執(zhí)行兩個(gè) 線程， P4 處理器需要多加入一個(gè) Logical CPU Pointer（邏輯處理單元）。因此新一代的 P4 HT 的 die 的面積比以往的 P4 增大了 5%。而其余部分如 ALU（整數(shù)運(yùn)算單元）、 FPU（浮點(diǎn)運(yùn)算單元）、 L2 Cache（二級(jí)緩存）則保持不變，這些部分是被分享的。 雖然采用超線程技術(shù)能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)線程，但它并不象兩個(gè)真正的 CPU 那樣，每各 CPU都具有獨(dú)立的資源。當(dāng)兩個(gè)線程都同時(shí)需要某一個(gè)資源時(shí)，其中一個(gè)要暫時(shí)停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續(xù)。因此超線程的性能并不等于兩顆 CPU 的性能。 英特爾 P4 超線程有兩個(gè)運(yùn)行模式， Single Task Mode（單任務(wù)模式）及 Multi Task Mode（多任務(wù)模式），當(dāng)程序不支持 MultiProcessing（多處理器作業(yè)）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止其中一個(gè)邏輯 CPU 的運(yùn)行，把資源集中于單個(gè)邏輯 CPU 中，讓單線程程序不會(huì)因其中一個(gè)邏輯 CPU閑置而減低性能，但由于被停止運(yùn)行的邏輯 CPU 還是會(huì)等待工作，占用一定的資源，因此 HyperThreading CPU 運(yùn)行 Single Task Mode 程序模式時(shí)，有可