¿Cómo entender la CPU y cómo comprobar su rendimiento?
CPU es la abreviatura de Unidad Central de Procesamiento y generalmente se compone de unidad de operación lógica, unidad de control y unidad de almacenamiento. La unidad de control y operación lógica incluye algunos registros, que la CPU utiliza para almacenar datos temporalmente durante el procesamiento de datos. Los principales indicadores/parámetros de la CPU en los que debemos centrarnos son:
1. Frecuencia principal
La frecuencia principal es la frecuencia de reloj de la CPU. la frecuencia de trabajo de la CPU, como A menudo decimos que P4 (Pentium IV) es 1,8 GHz, este 1,8 GHz (1800 MHz) es la frecuencia principal de la CPU. En términos generales, el número de instrucciones completadas en un ciclo de reloj es fijo, por lo que cuanto mayor sea la frecuencia principal, más rápida será la CPU. Frecuencia principal = frecuencia externa
Además, es importante tener en cuenta que las frecuencias de host de la serie de procesadores Athlon XP de AMD son valores nominales de PR (nivel de rendimiento), como Athlon XP 170 y 180. Por ejemplo, la frecuencia de funcionamiento real del Athlon XP de 1,53 GHz está marcada como 180, que también se muestra en la pantalla de autoprueba del inicio del sistema, las propiedades del sistema Windows y el software de detección como WCPUID.
2. Frecuencia externa
La frecuencia externa es la frecuencia del reloj externo de la CPU. Las frecuencias externas estándar de la placa base y la CPU son 66MHz, 100MHz y 133MHz respectivamente. Además, cuanto más amplio y alto sea el rango ajustable del FSB de la placa base, mejor, lo que resulta especialmente útil para los jugadores que hacen overclocking.
3. Multiplicador de frecuencia
El multiplicador de frecuencia es el múltiplo de la diferencia entre la frecuencia externa de la CPU y la frecuencia principal. Por ejemplo, la CPU Athlon XP 200 tiene una frecuencia externa de 133MHz, por lo que su multiplicador es 12,5x.
4. Interfaz
La interfaz se refiere a la interfaz que conecta la CPU y la placa base. Hay dos tipos principales. Uno es la interfaz de tarjeta enchufable, comúnmente conocida como SLOT. La CPU con interfaz de tarjeta enchufable, como las diversas tarjetas de expansión que utilizamos con frecuencia, como tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, etc. Se inserta verticalmente en la placa base. Por supuesto, la placa base debe tener una RANURA correspondiente y se han eliminado las CPU de interfaz. El otro tipo es la interfaz de pines convencional, llamada Socket. La CPU con interfaz Socket tiene cientos de pines, se llama Socket370, Socket478, Socket462, Socket423, etc.
5. Caché
El caché es una memoria que puede realizar intercambio de datos a alta velocidad. Intercambia datos con la CPU antes que la memoria y la velocidad es extremadamente rápida, por lo que también lo es. llamado caché. Generalmente hay dos tipos de cachés asociados con el procesador, uno es el caché L1, también conocido como caché interno y el otro es el caché L2, también conocido como caché externo. Por ejemplo, el producto principal Pentium4 "Willamette" utiliza una arquitectura de 423 pines con un bus frontal de 400 MHz, caché L2 de alta velocidad de 256 KB, caché de seguimiento L1 de 8 KB y el conjunto de instrucciones SSE2.
Caché interna L1
También conocida como caché L1, es la caché de primer nivel a la que nos referimos a menudo. El caché integrado en la CPU puede mejorar la eficiencia operativa de la CPU. La capacidad y la estructura del caché L1 incorporado tienen un mayor impacto en el rendimiento de la CPU. Cuanto mayor sea el caché L1, más lenta será la velocidad de acceso. Caché y memoria L2. Cuantas menos veces se intercambien datos, más rápida será la velocidad de computación en comparación con una computadora. Sin embargo, la memoria caché está compuesta de RAM estática y la estructura es relativamente compleja. Cuando el área del núcleo de la CPU no puede ser demasiado grande, la capacidad de la memoria caché L1 no puede aumentar demasiado. generalmente KB.
Caché externo (caché de segundo nivel)
Caché externo de la CPU, el caché externo es costoso, por lo que se utiliza el núcleo Pentium 4 Willamette.
El núcleo Pentium 4 Willamette tiene 256 K de caché externo, mientras que el Celeron 4 generación del mismo núcleo tiene sólo 128 K.
6. Conjunto de instrucciones multimedia
Para mejorar el rendimiento de los ordenadores en aplicaciones multimedia y de gráficos 3D, han surgido algunos conjuntos de instrucciones de procesador. Los tres más famosos son los gráficos 3D de Intel. para MMX, SSE/SSE2 y AMD. Los tres conjuntos de instrucciones más conocidos son MMX, SSE/SSE2 de Intel y 3D NOW de AMD. En teoría, estas instrucciones pueden mejorar de manera integral aplicaciones multimedia populares, como el procesamiento de imágenes, operaciones de punto flotante, computación 3D, procesamiento de video, procesamiento de audio y más.
7. Proceso de fabricación
Los primeros procesadores se fabricaban mediante un proceso de 0,5 micras. A medida que aumentaron las frecuencias de la CPU, el proceso original ya no podía cumplir con los requisitos del producto, por lo que surgieron procesos de 0,35 micrones y 0,25 micrones. Cuanto más fino es el proceso de producción, más componentes electrónicos se integran por unidad de volumen. Ahora, los productos de procesador producidos con 0,18 micrones y 0,13 micrones son la corriente principal del mercado. Por ejemplo, el núcleo P4 de Northwood utiliza un proceso de producción de 0,13 micrones. En 2003, las CPU de Intel y AMD utilizarán procesos de producción de 0,09 micrones.
8. Voltaje (Vcore)
El voltaje de funcionamiento de la CPU se refiere al voltaje requerido para el funcionamiento normal de la CPU. Está relacionado con el proceso de producción y el número de integrados. transistores. Cuanto menor sea el voltaje de funcionamiento normal, menor será el consumo de energía y menor será la generación de calor. La dirección de desarrollo de la CPU es reducir continuamente el voltaje de funcionamiento normal garantizando al mismo tiempo el rendimiento. Por ejemplo, el antiguo núcleo Athlon XP funciona a 1,75v, mientras que el nuevo núcleo Athlon XP funciona a 1,65v.
9. Forma de embalaje
El llamado embalaje de CPU es el último proceso en el proceso de producción de la CPU. El embalaje se refiere al uso de materiales específicos para solidificar el chip de la CPU o el módulo de la CPU. para evitar daños, se deben tomar medidas de protección después de empaquetar la CPU. En términos generales, la CPU debe empaquetarse antes de ser entregada al usuario. El empaquetado de la CPU depende de la forma de instalación de la CPU y del diseño integrado del dispositivo. Desde un punto de vista de clasificación amplio, las CPU que normalmente se instalan usando sockets están empaquetadas en PGA (matriz de cuadrícula), mientras que las CPU instaladas usando Slot x. Todos están empaquetados en formato SEC (Single Edge Connector Box). Además, existen tecnologías de envasado PLGA (Plastic Grid Array) y OLGA (Organic Grid Array). Debido a la competencia en el mercado cada vez más feroz, la dirección de desarrollo actual de la tecnología de empaquetado de CPU es principalmente ahorrar costos.
10. Unidad entera y unidad de punto flotante
ALU - Unidad lógica aritmética, que es lo que a menudo llamamos unidad "entera". En la ALU se realizan operaciones matemáticas como suma, resta, multiplicación y división, así como operaciones lógicas como instrucciones "OR, AND, ASL, ROL". En la mayoría de los programas de software, estas operaciones constituyen la mayor parte del código del programa.
Unidad de punto flotante FPU (Unidad de punto flotante) es principalmente responsable de las operaciones de punto flotante y operaciones de números enteros de alta precisión. Algunas FPU también tienen capacidades de aritmética vectorial, mientras que otras tienen unidades de procesamiento de vectores dedicadas.
La capacidad de procesamiento de enteros es el indicador más importante para medir la velocidad de la CPU, pero la capacidad de computación de punto flotante es un indicador importante para medir las capacidades de procesamiento de gráficos multimedia y 3D de la CPU, por lo tanto, para las CPU modernas. , la potencia informática de la unidad informática de punto flotante La fuerza puede reflejar mejor el rendimiento de la CPU.