操作系统学习笔记二、CPU性能的影响因素

CPU性能的影响因素

一概述

1、集成电路技术是制造计算机CPU的基本技术,它的发展使计算机的速度和能力有了极大的改进。1965年,芯片巨人Intel (英特尔) 公司的创始人Gordon Moore给出了著名的“摩尔定律”,他预测芯片上的晶体管数量每隔18~24个月就会翻一番。让所有人感到惊奇的是,这个定律非常精确地预测了芯片30年来的发展。1958年第一代集成电路仅仅包含两个晶体管,但是在1999年,奔腾III处理器已经包含了950万个晶体管。
2、 集成的晶体管数量越多,意味着芯片的计算能力越强。各种CPU的速度并不一样,它受到以下几个因素的制约,即时钟频率、字长、高速缓冲存储器以及指令集的大小。当然,使用高性能CPU的计算机系统并不意味着它在各方面都能够提供较高的性能,但如果硬盘速度很慢、没有高速缓冲,且RAM容量小,则执行某些任务也会很慢。

二详细讲解

(1)时钟频率
计算机有一个系统时钟。与保存日期和时间的”实时时钟”不同,系统时钟用来定时发出脉冲,以控制所有系统操作的同步(节奏),设置数据传输和指令执行的速度或频率。
系统时钟的频率决定了计算机执行指令的速度,限制了计算机在一定时间内所能够执行的指令数。衡量时钟频率的单位是兆赫 (MHz) 。CPU的时钟频率越高,意味着处理速度越快。
(2)字长
字长是CPU可以同时处理的位数,由CPU寄存器的大小和总线的数据线个数所决定。例如,字长为32位的CPU被称为32位处理器,它的寄存器是32位的,可以同时处理32位数据。
字长较长的计算机在一个指令周期中要比字长短的计算机处理更多数据。单位时间内处理的数据越多,处理器的性能就越高。比如,最初的微机使用8位处理器,现在都是64位处理器。
3、影响CPU性能的另一个因素是高速缓冲存储器。由于CPU的速度非常快,所以它的大部分时间都在等待与RAM传送数据。使用高速缓冲存储器可以使CPU一旦请求就可以迅速访问到数据。
操作系统学习笔记二、CPU性能的影响因素

三级目录