cpu速度越大越好嗎

　　有些人會(huì)問(wèn)電腦運(yùn)行卡換大cpu不就行了，可真的是這樣嗎?為此學(xué)習(xí)啦小編為大家整理推薦了相關(guān)的知識(shí)，希望大家喜歡。

　　cpu速度越大越好的問(wèn)題

　　不是 你說(shuō)的CPU的大應(yīng)該是指CPU的頻率吧

　　CPU頻率，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?，F(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。

　　二級(jí)緩存又叫L2 CACHE，它是處理器內(nèi)部的一些緩沖存儲(chǔ)器，其作用跟內(nèi)存一樣。 它是怎么出現(xiàn)的呢? 要上溯到上個(gè)世紀(jì)80年代，由于處理器的運(yùn)行速度越來(lái)越快，慢慢地，處理器需要從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)的速度需求就越來(lái)越高了。然而內(nèi)存的速度提升速度卻很緩慢，而能高速讀寫數(shù)據(jù)的內(nèi)存價(jià)格又非常高昂，不能大量采用。從性能價(jià)格比的角度出發(fā)，英特爾等處理器設(shè)計(jì)生產(chǎn)公司想到一個(gè)辦法，就是用少量的高速內(nèi)存和大量的低速內(nèi)存結(jié)合使用，共同為處理器提供數(shù)據(jù)。這樣就兼顧了性能和使用成本的最優(yōu)。而那些高速的內(nèi)存因?yàn)槭翘幱贑PU和內(nèi)存之間的位置，又是臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的地方，所以就叫做緩沖存儲(chǔ)器了，簡(jiǎn)稱“緩存”。它的作用就像倉(cāng)庫(kù)中臨時(shí)堆放貨物的地方一樣，貨物從運(yùn)輸車輛上放下時(shí)臨時(shí)堆放在緩存區(qū)中，然后再搬到內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)中長(zhǎng)時(shí)間存放。貨物在這段區(qū)域中存放的時(shí)間很短，就是一個(gè)臨時(shí)貨場(chǎng)。 最初緩存只有一級(jí)，后來(lái)處理器速度又提升了，一級(jí)緩存不夠用了，于是就添加了二級(jí)緩存。二級(jí)緩存是比一級(jí)緩存速度更慢，容量更大的內(nèi)存，主要就是做一級(jí)緩存和內(nèi)存之間數(shù)據(jù)臨時(shí)交換的地方用?，F(xiàn)在，為了適應(yīng)速度更快的處理器P4EE，已經(jīng)出現(xiàn)了三級(jí)緩存了，它的容量更大，速度相對(duì)二級(jí)緩存也要慢一些，但是比內(nèi)存可快多了。 緩存的出現(xiàn)使得CPU處理器的運(yùn)行效率得到了大幅度的提升，這個(gè)區(qū)域中存放的都是CPU頻繁要使用的數(shù)據(jù)，所以緩存越大處理器效率就越高，同時(shí)由于緩存的物理結(jié)構(gòu)比內(nèi)存復(fù)雜很多，所以其成本也很高。

　　大量使用二級(jí)緩存帶來(lái)的結(jié)果是處理器運(yùn)行效率的提升和成本價(jià)格的大幅度不等比提升。舉個(gè)例子，服務(wù)器上用的至強(qiáng)處理器和普通的P4處理器其內(nèi)核基本上是一樣的，就是二級(jí)緩存不同。至強(qiáng)的二級(jí)緩存是2MB～16MB，P4的二級(jí)緩存是512KB，于是最便宜的至強(qiáng)也比最貴的P4貴，原因就在二級(jí)緩存不同。

　　即L2 Cache。由于L1級(jí)高速緩存容量的限制，為了再次提高CPU的運(yùn)算速度，在CPU外部放置一高速存儲(chǔ)器，即二級(jí)緩存。工作主頻比較靈活，可與CPU同頻，也可不同。CPU在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，先在L1中尋找，再?gòu)腖2尋找，然后是內(nèi)存，在后是外存儲(chǔ)器。所以L2對(duì)系統(tǒng)的影響也不容忽視。

　　CPU緩存(Cache Memory)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(kāi)內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用，從而加快讀取速度。由此可見(jiàn)，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)镃PU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(kāi)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，D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache，I-Cache)。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)，用新增的一種一級(jí)追蹤緩存替代指令緩存，容量為12KμOps，表示能存儲(chǔ)12K條微指令。

　　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?，F(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(jiàn)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64KB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