篇一：关于CPU的论述
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论
述
姓名：张爽爽 专业：电子信息工程学号：201202020074
对我而言，在学《微机原理》之前对CPU的了解仅限于它是计算机的大脑这个层面，具体的讲也就是购电脑时比较下是Intel几代的处理器罢了，可谓是认识非常的局限。在写这篇论述的前，我恶补了一下关于CPU的知识，不知道怎么的看完竟然心里很沉重，本以为这是个再普通不过的，很好应付的作业了。但是看完诸多的论述后，竟然觉得一点都轻松，从一个中国人角度出发更觉得很沉重，我认为这次作业不能再不过脑的抄抄了之了，虽然我没什么能力去改变中国CPU的现状，但是很有必要去说些什么，压在心里话。
在文库中浏览着诸多的文档，“神州龙芯”几个字刺痛了我的双眼，但心里却有一丝激动，突然有想考研去研究CPU的冲动，一直以来我就是一个民族自豪感和归属感很强的人，虽然我是所谓的“女流之辈”。我了解到我们的龙芯性能落后、配套不足是没有市场的一方面，但我们可以打低端上网本市场啊，而最主要还是不能使用X86指令集，虽然我不太懂指令的知识，但我知道X86有很多指令集Intel和AMD都有专利保护也不会卖给中国人，我们的龙芯就做成了MIPS指令集，不能使用X86指令集制作CPU也就意味着不能装X86指令集的windows
什么市场了。不得不承认我们的信息时代慢了不止一步这个事实，但是我相信龙芯一定会突破这个瓶颈最终走向市场，到那时候我们每个中国人都有一个中国芯。
同时我还去刻意了解了Intel和AMD公司处理器的发展史，在感叹他们波澜壮阔的发展历史和激烈的“厮杀”比拼之余，我更去查询了“龙芯”的发展与现状。
总体上这篇论述从以下四个方面去写，第一是简述CPU的作用和重要性，第二是国外CPU的发展主要是Intel和AMD两个巨头公司，第三部分是写中国“龙心”的发展，第四部分是我个人的一些想法和看法。我把这篇论述的重点放在第三部分和第四部分，专业的术语和学术性的东西太少也是由于本人的学识有限，还望老师理解，同时我也觉得如果是抄袭他人的专业论文还不如不浪费时间，况且我们学习这个阶段也没有这个认识和见地。
一 CPU的重要性
CPU(Central Processing Unit)，被称为中心处理器或者Microprocessor微处理器。CPU是计算机的核心，其重要性好比心脏对于人一样。实际上，处理器的作用和 大脑更相似，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了使用的操作系统和相应的软 件，CPU的速度决定了计算机有多强大，当然越快、越新的CPU价格也会越高。
CPU的发展非常迅速，个人电脑从8088(XT)发展到现在的酷睿系列，只经过了二十多年的时间。这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在酝酿构建的64位微处理器，可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。它的发展不只如此，近年来它又由单核向多核发展，但它的性能指标依旧十分重要。简单介绍一些CPU主要的性能指标：
第一、主频，倍频，外频。经常听别人说：“这个CPU的频率是多少多少。。。。”其实这个泛指的频率是指CPU的主频，主频也就是CPU的时钟频率，英文全称：CPU Clock Speed，简单地说也就是CPU运算时的工作频率。一般说来，主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数也越多，当然CPU的速度也就越快了。不过由于各种各样的CPU它们的内部结构也不尽相同，所以并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。至于外频就是系统总线的工作频率；而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。三者是有十分密切的关系的：主频=外频x倍频。
第二：内存总线速度，英文全称是Memory-Bus Speed。CPU处理的数据从主存储器那里来的，而主存储器指的就是内存。一般放在外存（磁盘或者各种存储介质）上面的资料都要通过内存，再进入CPU进行处理的。所以与内存之间的通道枣内存总线的速度对整个系统性能就显得很重要了，内存总线速度就是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度。
第三、扩展总线速度，英文全称是Expansion-Bus Speed。扩展总线指的就是指安装在微机系统上的局部总线如VESA或PCI总线，扩展总线就是CPU联系这些外部设备的桥梁。
第四：工作电压，英文全称是：Supply Voltage。任何电器在工作的时候都需要电，自然也会有额定的电压。
二 国外CPU发展史（Intel和AMD）
Intel公司成立于1968年，格鲁夫、诺 依斯和摩尔是微电子业界的梦幻组合. 1971年1月，Intel公司的霍夫(Marcian E.Hoff)研制成功世界上第一枚4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世。
1971年11月，Intel推出MCS-4微型计算机系统（包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器），其中4004包含2300个晶体管，尺寸规格为3mm×4mm，计算性能远远超过当年 的ENIAC，最初售价为200美元。
1972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微 处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，因此仍属第一代微处理器。
1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，第二代微处理器就此诞生。
1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，售价375美元，带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。
1976年,Intel 发布8085处理器。
Zilog公司于1976年对8080进行扩展,开发 出Z80微处理器，广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。直到今天，Z80仍然是8位处理器的巅峰之作，还在各种场合大卖特卖。CP/M就是面向其开发 的操作系统。许多著名的软件如:WORDSTAR 和DBASE II都基于此款处理器。
1978年6月，Intel推出4.77MHz 的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。Intel 在1年之后,推出4.77MHz的8位微处理器8088。
1979年6月1日，Intel推出 4.77MHz的准16位微处理器8088。
1985年10月，Intel推出16MHz 80386DX微处理器
1989年4月，Intel推出25MHz 486微处理器。
1995年11月1日，Intel推出了Pentium Pro处理器。
1996年1月4日：Intel 发布150&166 MHz Pentium 处理器，
1997年1月8日：Intel在1996年推出的Pentium系列的MMX 。
1997年6月2日：Intel发布233MHz PentiumMMX。
1998年2月：Intel 发布333MHz PentiumII处理器，开发代号为Deschutes。 2004年Intel公司推出代号为Nocona内核的64位至强处理器，是英特尔迄今为止推出的最成功的企业级64位服务器产品。
2005年推出基于Smithfield核心的双核心英特尔Pentium D处理器。 2006年推出Core（酷睿）架构处理器。
2010年八核处理器的诞生。
2014年推出Ivy Bridge-EX拥有最多15核心。
而曾经和英特尔一衣带水的AMD处理器发展过程如下：
AMD 386(1991年)微处理器，核心代号P9。 AMD 486DX(1993年)微处理器，核心代号P4。
AMD K6(1997年)处理器是与Intel Pentium MMX同档次的产品。
K6-2(1998年)系列微处理器曾经是AMD的拳头产品。
1999年AMD推出K7和英特尔开展前所未有的竞争。
2001年10月AMD推出了K8架构。
2007下半年AMD推出K10架构。
AMD在2011年第三季度发布FX-8150、FX-8100、FX-6100和FX-4100四款型号。
2014年AMD推出FX-9370 Eight-Core位居排行榜32位，而前31位均为英特尔产品。
三 中国芯的发展史
2002年8月，“龙芯”1号研制成功。
龙芯一号CPU是神州龙芯公司推出的兼顾通用及嵌入式CPU特点的新一代32位CPU，是以中国科学院计算技术研究所研制的通用CPU为核心，由神州龙芯公司拥有知识产权。基于0.18微米CMOS工艺的龙芯一号32位微处理器的投片成功，并通过了以SPEC CPU2000为代表的一批性能和功能测试程序的严格测试，标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了"零"的突破， 打破了我国长
篇二：CPU参数
浅谈CPU的参数及发展趋势
摘要：CPU是Central Processing Unit(中央处理器)的缩写，是一台计算机的运算核心和控制核心。主要包括运算器和控制器两大部件。此外，还包括若干个寄存器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。CPU的详细参数包括内核结构， 主频，外频，倍频，接口，缓存，多媒体指令集，制造工艺，电压，封装形式，整数单元和浮点单元等。CPU的性能是体现现代化计算机的发展程度，为了满足计算机市场的需求，研究人员对CPU的性能不断进行更新。本文通过对CPU参数的详解，CPU发展历史的研究和对现状的分析来对CPU参数及发展趋势进行探讨。
关键词：CPU 参数 发展趋势
一、 CPUC参数：
1、CPU参数指标CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。CPU主要参数有：
（1）主频
主频是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。列[双路] IntelXeon E5-2687W v2 @ 3.40GHz，这个3.40GHz(34MHz)就是CPU的主频。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。主频=外频X倍频。
（2）外频
外频是CPU的外部时钟频率，是CPU乃至整个计算机系统的基准频率，单位是MHz（兆赫兹）。此外主板可调的外频越多、越高越好，特别是对于超频者比较有用。
（3）倍频
倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。例如Athlon XP 2000+的CPU，其外频为133MHz，所以其倍频为12.5倍。
（4）接口
接口指CPU和主板连接的接口。主要有两类，一类是卡式接口，称为SLOT；一类是主流的针脚式接口，称为Socket。LGA2011接口有2011个触点，将包含以下新特性：处理器最高可达八核、支持四通道DDR3内存、支持PCI-E 3.0规范、 芯片组使用单芯片设计，支持两个SATA 3Gbps和多达十个SATA/SAS 6Gbps接口。
（5）缓存
CPU缓存是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。CPU内部缓存(L1 Cache)也就是我们经常说的一级高速缓存。在CPU里面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率，内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，L1缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少，相对电脑的运算速度可以提高。CPU外部缓存(L2 Cache)外部缓存成本昂贵，所以Pentium 4 Willamette核心为外部缓存256K，但同样核心的赛扬4代只有128K。
(6)多媒体指令集
为了提高计算机在多媒体、3D图形方面的应用能力，许多处理器指令集应运而生，其中最著名的三种便是Intel的MMX、SSE/SSE2和AMD的3D NOW！指令集。理论上这些指令对流行的图像处理、浮点运算、3D运算、视频处理、音频处理
等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。
(7)制造工艺
CPU的“制作工艺”指得是在生产CPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，提高CPU的集成度，CPU的功耗也越小。制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。
(8)电压(Vcore)
CPU的工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压，与制作工艺及集成的晶体管数相关。正常工作的电压越低，功耗越低，发热减少。CPU的发展方向，也是在保证性能的基础上，不断降低正常工作所需要的电压。
(9)封装形式
所谓CPU封装是CPU生产过程中的最后一道工序，封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施，一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装，而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。
(10)单元
ALU—运算逻辑单元，这就是我们所说的“整数”单元。数学运算如加减乘除以及逻辑运算如“OR、AND、ASL、ROL”等指令都在逻辑运算单元中执行。在多数的软件程序中，这些运算占了程序代码的绝大多数。
而浮点运算单元FPU(Floating Point Unit)主要负责浮点运算和高精度整数运算。有些FPU还具有向量运算的功能，另外一些则有专门的向量处理单元。整数处理能力是CPU运算速度最重要的体现，但浮点运算能力是关系到CPU的多媒体、3D图形处理的一个重要指标，所以对于现代CPU而言浮点单元运算能力的强弱更能显示CPU的性能。
2、CPU参数的数据
（1）数据传送
程序控制的数据传送分为无条件传送、查询传送和中断传送。这类的传送方式的特点是以CPU为中心，数据传送的控制来自CPU，通过预先编制好的输入或输出程序实现数据的传送。这种传送方式的数据速度较低，传送路径要经过CPU内部的寄存器，同时数据的输入输出的响应也较慢。
（2）数据操作
寄存器是内存阶层中的最顶端，也是系统获得操作资料的最快速途径。 程序中采用两种方法来判断当前CPU的数据存储格式的类型：
第一种方法是直接判断一个2字节的short整形变量1(0x0001)在内存中的存储方式，若是Little-Endian方式存储的，则内存低字节存放数据低位01，高字节存放数据高位00，所以只要判断低字节是否为1，若为1则为Little-Endian（小尾端）类型的CPU，反之则为Big-Endian 类型的CPU。
第二种方法用一个定义联合类型的变量，包含一个short'整型和一个字符型的成员。由于联合类型的数据成员的存放总是从内存低地址开始，且所有数据成员共用一片内存空间，这片空间的大小是成员中数据类型长度最大的那个值。那么初始化第一个整型成员为1后，访问第二个字符类型的成员时，实际是访问ige字节该片内存空间的第一字节，所以只要判断该字节的值是否为1即可。
CPU在运作时，读取内存数据，首先要指定存储单元的地址。就是要实读取哪段
数据，就像大街上找人，首先要确定他在哪房子里。
CPU要进行数据的读写，必须和外部器件（标准的说法是芯片）进行信息下3类交互存储单元的地址（地址信息）、器件的选择，读或写（控制信息）、读写的数据（数据信息）。CPU是以电信号的方式，以导线传输到存储器的芯片中，CPU连接芯片的导线，成为总线。据传输信息的不同，总线分为三类，地址总线、控制总线、数据总线。
3、CPU位数
（1）CPU与操作系统的位数
随着近来AMD和Intel的64位CPU以及Microsoft 64位操作系统的相继发布，CPU与操作系统位数的关系，这二者有区别也有联系，操作系统位数的概念是基于CPU的位数的。 CPU为了实现其功能一般设计了指令集，即是CPU的全部指令，这就是机器语言。计算机的所有功能都是基于CPU的指令集。指令集和CPU的位数是有联系的。如Intel 8086 CPU 是16位，其指令集也是16位。如Intel 80386DX CPU 是32位，其指令集也是32位，但它也保持原16位指令集，这是为了向上兼容。操作系统的位数是说其所依赖的指令集的位数。计算机系统一般都应有向上兼容性，所以也可有64位CPU上运行32位操作系统、32位CPU上运行16位操作系统的情况。操作系统位数应该是根据指针类型的位数来定的。整数类型不一定跟位数相等，CPU位数准确地说应该是CPU一次能够并行处理的数据宽度，一般就是指数据所有这些信息在计算机中用数字代码表示，为了电路表示处理方便，就用二进制表示。电路用高电平、低电平表示2个数码“1”和 “0”，简单地可理解为高低电压或有无电。十进制在每个数位上可用10个数码（0—9），二进制在每个数位上可用2个数码（0、1）。用二进制表示数和十进制的其实就是一样，也可进行各种运算。计算机系统的信息从输入、存储、处理到输出就都是用基于二进制的电信号表示。如键盘的每一个按键可用一个数码表示；如鼠标可用2个数码分别表示水平和垂直的位置；如存储字符“A”可用数码“01100101”表示；如存储、输出图像可将图像分为很多点，各点用一数码表示其颜色。
二、 CPU的历史及其发展趋势 1、21世纪以前CPU的发展
1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的，比起现在的CPU，4004显得很可怜，它只有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢
1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。
1979年，Intel公司推出了8088芯片，它是第一块成功用于个人电脑的CPU。它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，寻址范围仅仅是1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位，这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。
1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。
1982年，Intel推出80286芯片，它比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但在CPU的内部集成了13.4万个晶体管，时钟频率由最初的
6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU。
1985年Intel推出了80386芯片，它X86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率从12.5MHz发展到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存，可以使用Windows操作系统了。
1989年，Intel推出80486芯片，它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线（Burst）方式，大大提高了与内存的数据交换速度。
1971 年，Intel 推出了世界上第一款微处理器 4004，它是一个包含了2300个晶体管的4位CPU。
1978年，Intel推出了具有 16 位数据通道、内存寻址能力为 1MB、最大运行速度 8MHz 的8086， 并根据外设的需求推出了外部总线为 8 位的 8088， 从而有了 IBM 的 XT 机。随后，Intel 又推出了 80186 和 80188，并在其中集成了更多的功能。
到1982 年的时候， Intel 在8086 的基础上推出了80286，IBM 则采用80286 推出了AT 机并在当时引起了轰动，进而使得以后的 PC 机不得不一直兼容于PC XT/AT。
1985 年，Intel 推出了80386， 但并没有引起IBM 的足够重视，反而是 Compaq 率先采用了它。可以说，这是 P C 厂商正式走“兼容”道路的开始，也是AMD 等 CPU 生产厂家走“兼容”道路的开始和 32 位 CPU的开始，直到今天的 P4 和 K7 依然是 32 位的 CPU（局部64位） 。
1989 年，80486 横空出世，它第一次使晶体管集成数达到了 120 万个，并且在一个时钟周期内能执行 2 条指令。 （2）21世纪以后CPU的发展历程
进入新世纪以来，CPU进入了更高速发展的时代，以往可望而不可及的1Ghz大关被轻松突破了，在市场分布方面，仍然是Intel跟AMD公司在 两雄争霸，它们分别推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium III和Celeron,Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等处理器，竞争日益激烈。
2004 奔四
CPU的发展采用了多核（多个CPU）的发展技术并且发展了神经网络计算机 2006 AMD 速龙64*2下半年英特尔四核 至强
2007年 酷睿四核
2008年 I7诞生 720 820之后I7和酷睿陆续向下发展
2010年 I3 I5 诞生
2010年9月 全世界尚未发布的消息：amd六核已经开始供应
2011年 I7 980X即将退市
2013年I5 二代上市 I7 二代上市
三、 参考文献
1. 百度百科
2. 百度文
3. 电脑处理器位数与系统位数的关系
篇三：cpu核心数量决定性能
选购CPU(中央处理器)，是DIY装机的第一步。作为电脑整机的“大脑”，CPU性能的优劣直接影响整机的性能。而随着硬件的快速发展，CPU从最开始的单核，发展到现在的双核，四核，乃至八核。虽然CPU核心数量在一定程度上决定了CPU的性能，但核心数量越多处理器性能就越好吗？
关键因素1：处理器架构
每一代处理器性能的提升，其主要改变就是处理器架构的变化，无论是从奔腾到酷睿，还是酷睿到酷睿i系列，无一例外都是处理器内部结构发生了变化，即架构变化。处理器结构的改变，是设计者针对某一计算过程的对处理器内部结构做出相应的优化，通过这种优化，处理器可以拥有更高的执行效率，性能自然更加出众。
四核酷睿i5 2500K 对比六核羿龙II X6 1100T游戏性能
关键因素2：主频与核心数量
之所以把处理器主频和核心数量放在一起，其主要原因是两者在不同状态下会有不同的性能表现，也就不存在孰轻孰重的判定。随着计算机芯片技术的发展，多核处理器已经成功走进普通用户的日常使用过程中。但遗憾的是，目前多线程高效调度仍是软件行业的一大难题，多核心处理器难以被操作系统高效的调度。这种情况下也就出现了处理器性能“1+1<2”的局面。而在某些单线程任务中，更高的核心频率往往比核心数量更具有性能优势。
依靠架构和工艺的优势，Sandy Bridge性能表现出色
关键因素3：缓存容量
影响处理器性能的第三个因素是缓存容量，处理器缓存包括三部分，L1 Cache（一级缓存），L2 Cache（二级缓存），部分处理器还包括L3 Cache（三级缓存）。缓存的作用和内存基本一致，其主要目的是为了实现上一级数据与下一级数据的快速交换（内存用于处理器和硬盘的数据交换）。由于处理器处理速度非常的快，这就对数据交换提出了苛刻的要求，为了满足处理器的需要，避免处理器因数据无法供给出现的罢工问题，设计者为处理器提供了多级缓存，L1相比L2拥有更快速的数据交换能力，L2则相比L1拥有更大的容量。L2与L3亦是如此关系。
更大的缓存容量，无疑为处理器提供了更大的“仓库”，处理器可以更快速的调度数据。然而，缓存容量并不是处理器性能的关键因素，用缓存容量衡量处理器性能只限于同一架构同核心数量的产品。
正确观点：
CPU的核心数量在一定程度上影响了处理器性能，但核心数量只是影响处理器性能的决定因素之一。如果是日常办公，AMD 或者Intel的双核处理器已经足够了，如果用户对性能有着更高要求，建议可以查看相关评测，来决定应该购买哪款产品。
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