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硬件介绍CPU显卡内存

一,CPU主频: 这是新手最关心的指标,指的是CPU核心工作时钟频率(CPU Clock Speed)。一般说某款CPU有多少兆赫兹,有多少兆赫兹是CPU的主频”。有些人经常在学校问,XXX网吧的CPU2.66G!XXX网吧的才2G,有人用2.66G的赛扬与2.0G-2.66G的P4比,这是无知的表现,和他们争论是没有意义的:)。主频虽与CPU速度是相关的,但它不是绝对正比的,因为CPU还要看运算速度CPU各方面的性能指标(缓存、指令集、CPU位数等)。因此主频不代表CPU但是提高主频是为了提高整体性能CPU但是操作速度很重要。主频计算公式为:主频=外频*倍频。 二:外频: 外频是CPU即使是整个计算机系统的基准频率,单位也是MHz(兆赫兹)。在早期的计算机中,内存和主板之间的同步速度等于外频,可以理解为CPU外频与内存直接连接,实现两者同步运行。对于目前的计算机系统,两者可以完全不同,但外频的意义仍然存在。计算机系统中的大多数频率是基于外频,乘以一定的倍数,可以大于1或小于1。 三:倍频咯:倍频 CPU倍频,全称为倍频系数。CPU核心工作频率与外频之间存在比值关系,称为倍频系数。理论上倍频是从1.5直到无限,但需要注意的是,倍频是0.五是间隔单位。外频和倍频相乘是主频,所以任何改进都可以使CPU主频上升。 本来没有倍频概念,CPU主频与系统总线的速度相同,但CPU速度越来越快,倍频技术应允而生。它使系统总线在相对较低的频率下工作,CPU倍频可以无限提高速度。那么CPU主频的计算方法变为:主频 === 外频 x 倍频。也就是说,倍频是指CPU当外频不变时,与系统总线的倍数增加倍数,CPU主频越高。 四: 流水线: 学地理的人应该明白这件事。高一第二册地理书说他相当于公程的一部分,我自己打个比喻!例如:以跑步和步行为例,它被分为二级装配线,即左脚,然后右脚,然后继续循环,一级可以说是脚一起跳,所以效率当然很低,对吧。。。。。。这是生活的流水线。左脚出去的时候,如果发现前面有一堆大便,就要重新开始(设置一次,一定要走两步)。这是流水线水平上升后的错误。CPU重新计算。。。。。。。。也许我不太明白。以下是别人的话,转自网友毛笔小新 在制造CPU在这个过程中,除了硬件设计,还有逻辑设计,装配线设计属于逻辑设计类别,例如,汽车工厂,在汽车生产过程中使用四组完成四个生产步骤:一组生产汽车底盘,两组底盘发动机,三组外壳和轮胎,四组油漆、玻璃等,这叫四级流水线.(目前大型汽车制造商确实按照类似的流水线提高了生产效率). 假设每一步需要一个小时,如果我们要求一组在完成一辆车的底盘后立即开始生产下一个底盘,第二组在完成一辆车的发动机后立即投入下一个发动机的组装,以次类推,第三组和第四组也是如此,每小时生产一辆奔驰或宝马,相当于CPU执行指令排序. 但是如果我们还想提高工厂的生产效率呢?然后我们可以将上述每个组分为两组,形成8级生产线,从而形成每个组(注意)"小组")你只需要半个小时就可以完成你的工作,所以每半个小时就会有一辆车从生产线上走下来,从而提高效率(这里不容易理解,请仔细考虑). 根据这个道理,CPU流水线不难理解,只是把生产车变成了执行程序指令,原则上是相通的。 所以这里可以想到,如果再加长流水线,效率还能提高吗? 当人们把这个想法运用到当时CPU设计中时才发现,由于采用流水线来安排指令,所以非常不灵活,一旦某一级的指令执行出错的话,整条流水线就会停止下来,再一极一级地去找出错误,然后把整条流水线清空,重新载入指令,这样一来,会浪费很多时间,执行效率反而十分低下,为了解决这个问题,科学家们使用各种预测技术来提高指令执行的准确性,希望尽量避免清空装配线的悲剧,这是经常看到的Intel的广告"该处理器采用先进的分支预测技术...",当你明白了我上面说的话,你就知道吹得那么神秘,其实就是这样. 还有不得不说的就是:长流水线会让CPU很容易达到很高的运行频率,但在这2G,3G真正有效的工作频率是多少? 而且级数越多,累计延迟越长,因为工作组在交接工作时会产生信号延迟。虽然每个延迟都很短,但20级甚至30级流水线累计延迟不容忽视,形成了一个非常有趣的局面。流水线技术提高了处理器的频率,但由于自身缺陷,存在很大的效率差距,抵消了优势。高频率的CPU它还会带来高功耗和高热量,所以装配线越长越好 近年来Intel经过三个阶段的发展,奔四最早的处理器是(威廉)核心,只有13级流水线,一般频率不到2G,速度一般,第二代奔四采用(northwoog北木)核心,这个核心有20级流水线,因为流水线级数比较合适,所以大副提高了跑四的速度,但不影响执行效率,当时的奔四2.4A是经典产品,将AMD的速龙XP系列被压制,Intel所以尝到了甜头,很快就推出了Prescott(波塞冬)核心,这个31级流水线的新核心,将奔四带入近3个G这个数字的速度是AMD但人们很快发现,新奔四的实际运行效率不如老核心奔四,但频率却如此之高,发热和功耗这么大,Intel有了这个新核心"光荣"地获得了"高频低能"美名,此时AMD适时推出了"速龙64"系列,全新架构,20级流水线,发热和功耗低,最重要的是低频高效,一举击败新奔四,获得高评价,Intel也吞下了自己的苦果:被迫停止4G奔四开发,即使是总裁贝瑞特也失去了大量的市场份额IDF05跪在公众面前原谅. CPU缓存: CPU缓存(Cache Memory)位于CPU临时存储器与内存之间的容量小于内存,但交换速度快。缓存中的数据是内存的一小部分,但这一小部分是短时间内的CPU即将到来的,当CPU在调用大量数据时,可以避免从缓存中直接调用内存,从而加快读取速度。由此可见,在CPU在整个内存(缓存)中加入缓存是一个有效的解决方案 内存)成为既有缓存速度又有内存的大容量存储系统。缓存对CPU性能影响很大,主要是因为CPU数据交换顺序和CPU由缓存间的带宽引起。 缓存的工作原理是当CPU读取数据时,首先从缓存中找到,如果找到,立即读取并发送给CPU处理;如果找不到,以相对较慢的速度从内存中读取并发送给它CPU同时,将数据所在的数据块据块转移到缓存中,可以使以后从缓存中读取整个数据,无需调用内存。 正是这种读取机制使CPU读取缓存的命中率很高(大部分)CPU90%左右),也就是说,CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间也使CPU基本上不需要等待读取数据。一般来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。 最早先的CPU缓存是一个整体,容量很低,英特尔从Pentium时代开始对缓存进行分类。当时集成在CPU内核缓存不足以满足CPU对制造工艺的限制不能大大提高缓存容量。因此,集成在和出现了CPU此时,缓存在同一电路板或主板上 CPU内核集成缓存称为一级缓存,外部缓存称为二级缓存。一级缓存还分数据缓存(Data Cache,D-Cache)和指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。两者分别用于存储和执行数据指令,两者可以同时存储CPU访问,减少争议Cache冲突提高了处理器的效率。英特尔正在推出Pentium 4处理器时,用新的一级跟踪缓存代替指令缓存,容量为12KμOps,表示能存储12K条微指令。 随着CPU随着制造技术的发展,二次缓存也很容易集成CPU在核心中,容量也在逐年增加。现在再利用集成CPU内部是否定义一级和二级缓存是不准确的。并且随着二级缓存的集成CPU内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也发生了变化。此时,它以相同于主频的速度工作CPU提供更高的传输速度。 二级缓存是CPU性能的关键之一是CPU在核心不变的情况下,增加二次缓存容量可以大大提高性能。同一核心CPU高低端之分在二级缓存中往往存在差异,这表明二级缓存是为了CPU的重要性。 CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中,当缓存中没有时CPU所需数据(此时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,一个二级缓存中CPU读一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中发现的有用数据占数据总量的80%,其余20%从二级缓存中读取。读取二级缓存的命中率约为80%(从二级缓存读取到有用数据占总数据的16%),因为无法准确预测要执行的数据。然后其他数据必须从内存中调用,但这是一个相当小的比例。目前比较高端CPU中间还会有三级缓存,是为读取二级缓存后未命中的数据而设计的。CPU大约5%的数据需要从内存中调用,这进一步增加了CPU的效率。 为了保证CPU访问时命中率较高,缓存中的内容应按一定算法替换。常用的算法是最近最少使用算法(LRU算法),它淘汰了最近一段时间至少被访问的行。因此,需要为每行设置一个计数器,LRU算法是将命中行的计数器清零,其他行的计数器加1。当需要替换时,淘汰行计数器计数值最大的数据。这是一种高效、科学的算法,其计数器清除过程可以消除一些频繁调用后不需要的数据,提高缓存的利用率。 CPU在产品中,一级缓存容量基本为4KB到64KB二次缓存的容量分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。各产品一级缓存容量差别不大,二级缓存容量增加CPU性能的关键。二次缓存容量的提高是由于CPU由制造工艺决定的容量增加必然导致CPU内晶管数量的增加应有限CPU面积集成缓存较大,对制造工艺的要求越高 主板,又称主板(mainboard)、系统板(systembourd)和母板(motherboard);它安装在机箱中,是微机最基本、最重要的部件之一。 主板一般为矩形电路板,主电路系统安装在计算机上,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插件、扩展插槽、主板和插卡的直流电源电源插件。主板的另一个特点是采用开放式结构。主板上大都有6-8个扩展插槽,供PC插入机器外围设备的控制卡(适配器)。通过更换这些插卡,可以局部升级微机的相应子系统,使制造商和用户配置型方面有更大的灵活性。 总之,主板在整个微机系统中扮演着举足重新的脚色。可以说,主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次,主板的性能影响着整个微机系统的性能。 显卡是很重要的电脑配件之一,它的性能好坏直接关系到电脑的显示性能的好坏,如2D画质的优劣和3D游戏的速度等等。如果你对显卡还不太了解,或者不知道上面的一些电器元件的作用,那下面就以华硕V8200Deluxe为例给大家介绍一下。显示芯片:它是显卡的心脏,其性能好坏直接决定了显卡性能的好坏。因为显示芯片负责处理显示数据显卡很重要的电脑配件之一,它的性能好坏直接关系到电脑的显示性能的好坏,如2D画质的优劣和3D游戏的速度等等。如果你对显卡还不太了解,或者不知道上面的一些电器元件的作用,那下面就以华硕V8200 Deluxe为例给大家介绍一下。希望你能掌握以下介绍的知识,以免被JS欺骗。 显示芯片:它是显卡的心脏,其性能好坏直接决定了显卡性能的好坏。因为显示芯片负责处理显示数据,它的速度越快数据处理就越快,性能也越好。现在,显示芯片的制造工艺越来越精良,普遍采用了0.15微米的技术,有的还采用了0.12微米技术,在芯片内集成的晶体管的数目也越来越多。如研发代号为NV20(正式名称叫做GeForce3)的Nvidia的新一代显示芯片里集成了5700万个晶体管,比Pentium 4处理器(大约是4200万个晶体管)还多,能完成以前由CPU负责处理的所有数据,真是名副其实的GPU(图形处理器)。 PCB线路板:它是显卡的基础,显卡上的所有电器元件都是安置在它上面的。目前的显卡PCB线路板分为4层板和6层板。4层板的成本比较低,在一些廉价的显卡上常见到,但和6层板相比在性能上要差一些。6层板有着更好的电器性能以及抗电磁干扰的能力,同时更方便显卡的布线,所以时常在一些高品质的显卡上运用。在PCB线路板上埋设的那些密密麻麻的数据线(又称为蛇行线)的线路我们称之为布线,显卡的布线是非常重要的,在设计时要尽量做到每条到芯片的数据线短一致,以保证数据的统一和准确地在同一时间到达芯片。但并不是每个显卡生产厂商都有实力来设计种布线,因此许多厂商都采用了所谓的“公板设计”——即采用显示芯片制造商提供的PCB线路板设计方案来生产,而那些自己有设计开发实力的厂商则往往在“公板设计”的基础上再进行优化设计,以生产具有更高的性能和稳定性的显卡。还有一种情况是“公板设计”做得很完美,做任何优化也是多余的,那么这些厂商就直接采用这种“公板设计”了。 显存:这4块大小规格都一样的元器件就是显存,它主要负责存储芯片处理的数据,就像内存一样。芯片读取显存上的数据进行处理后再放回显存,供像RAMDAC等其它部分使用,因此显存的带宽和速度影响了显示芯片的运行速度。打个比方:一块再好的芯片如果不能及时得到要处理的数据或者处理后的数据不能及时输出,这就像个永远吃不饱的饿汉,许多时间是在等待数据的到达,从而大大影响了显卡的性能。因此可以说,显存性能决定了显示芯片的性能能不能得到完全的发挥。 正因为上面的原因,显存的发展也紧跟着显示芯片的发展,从早期的DRAM到SDRAM,再发展到SGRAM,直到最近才使用的DDRRAM。目前高端的显卡都采用了DDRRAM作为显存,这是因为DDRRAM是SDRAM/SGRAM的一个扩展技术,能在一个时间周期内完成两次数据的传输(SDRAM/SGRAM只有一次),所以在相同的条件下DDRRAM能拥有SDRAM/SGRAM两倍的带宽,性能得到大大的提高,但价格也不菲。SDRAM虽然没有那么高的带宽,但它的价格低廉,所以SDRAM的显存多数使用在低端的显卡上,是那些囊中羞涩的的理想显存。SDRAM还有86只引脚的128位和54只引脚的64位之分,128位的性能比64位的更好,希望大家也要注意这点。至于SGRAM的显存,由于成本很高,目前的家用显卡只有Matrox的GX00系列、华硕和ELSA以及丽台的部分显卡在使用。 在显存编号末尾一般都有-7、-6、-5之类的字样(要看具体的厂商),它表示显存的速度——完成一个数据传输需要的时间,-5就是5纳秒,这当然是越快越好!这块显卡就是用了32MB的DDRRAM作为显存,很好地配合了Geforce3芯片的性能,让它发挥得游刃有余! “金手指”:用来插在主板的插口上,和电脑的其它部分实行连接,有ISA/PCI/AGP 1X、2X、4X等规范。这个就是AGP4X的金手指。好的金手指部分颜色呈金色发暗,有一定厚度,而且边缘光滑,不会对APG插槽或你的手造成损伤。 显卡的BIOS:它存放着显卡的BIOS文件,目前采用的BIOS都是支持软件擦写的FLASH ROM等元器件,可以通过刷新软件来刷新你的BIOS文件的办法来升级显卡,让它有更好的性能和兼容性。 电容:它负责高频滤波、耦合等作用,有铝电解电容钽电容之分。前者的优点在于容量大,但是问题在于漏电大、稳定性差,特别是劣质的电解电容;而后者是电容中最好的,也经常称为贴片电容,它工作稳定、误差小,惟一美中不足的是容量小,在一些环境中不实用,只能使用铝电容。 电阻:它也是不可小视的东西,目前在显卡上主要用贴片电阻。 VGA输入输出接口:它负责把显卡的显示信号输入显示器等设备。大部分显卡只提供15芯的VGA输出接口,用来连接显示器,另外一些显卡则提供诸如输出数字信号的DVI数字接口、和电视机相连的TVOUT(S-VIDEO)接口等。 硬盘是一种主要的电脑存储媒介,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。不过,现在可移动硬盘越来越普及,种类也越来越多。 绝大多数台式电脑使用的硬盘要么采用 IDE 接口,要么采用 SCSI 接口。SCSI 接口硬盘的优势在于,最多可以有七种不同的设备可以联接在同一个控制器面板上。由于硬盘以每秒3000—10000转的恒定高速度旋转,因此,从硬盘上读取数据只需要很短的时间。在笔记本电脑中,硬盘可以在空闲的时候停止旋转,以便延长电池的使用时间。老式硬盘的存储容量最小只有 5MB,而且,使用的是直径达12英寸的碟片。现在的硬盘,存储容量高达数十 GB,台式电脑硬盘使用的碟片直径一般为3.5英寸,笔记本电脑硬盘使用的碟片直径一般为2.5英寸。新硬盘一般都在装配工厂中经过低级格式化,目的在于把一些原始的扇区鉴别信息存储在硬盘上。 内存在电脑中起着举足轻重的作用。内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。 通常所说的内存即指电脑系统中的RAM。 RAM有些像教室里的黑板,上课时老师不断地往黑板上面写东西,下课以后全部擦除。RAM要求每时每刻都不断地供电,否则数据会丢失。 如果在关闭电源以后RAM中的数据也不丢失就好了,这样就可以在每一次开机时都保证电脑处于上一次关机的状态,而不必每次都重新启动电脑,重新打开应用程序了。但是RAM要求不断的电源供应,那有没有办法解决这个问题呢?随着技术的进步,人们想到了一个办法,即给RAM供应少量的电源保持RAM的数据不丢失,这就是电脑的休眠功能,特别在Win2000里这个功能得到了很好的应用,休眠时电源处于连接状态,但是耗费少量的电能。 按内存条的接口形式,常见内存条有两种:单列直插内存条(SIMM),和双列直插内存条(DIMM)。SIMM内存条分为30线,72线两种。DIMM内存条与SIMM内存条相比引脚增加到168线。DIMM可单条使用,不同容量可混合使用,SIMM必须成对使用。 按内存的工作方式,内存又有FPA EDO DRAM和SDRAM(同步动态RAM)等形式。 FPA(FAST PAGE MODE)RAM 快速页面模式随机存取存储器:这是较早的电脑系统普通使用的内存,它每个三个时钟脉冲周期传送一次数据。 EDO(EXTENDED DATA OUT)RAM 扩展数据输出随机存取存储器:EDO内存取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,他每个两个时钟脉冲周期输出一次数据,大大地缩短了存取时间,是存储速度提高30%。EDO一般是72脚,EDO内存已经被SDRAM所取代。 S(SYSNECRONOUS)DRAM 同步动态随机存取存储器:SDRAM为168脚,这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟在一起,使CPU和RAM能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据,速度比EDO内存提高50%。 DDR(DOUBLE DATA RAGE)RAM :SDRAM的更新换代产品,他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。 RDRAM(RAMBUS DRAM) 存储器总线式动态随机存取存储器;RDRAM是RAMBUS公司开发的具有系统带宽,芯片到芯片接口设计的新型DRAM,他能在很高的频率范围内通过一个简单的总线传输数据。他同时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。INTEL将在其820芯片组产品中加入对RDRAM的支持。 内存的参数主要有两个:存储容量和存取时间。存储容量越大,电脑能记忆的信息越多。存取时间则以纳秒(NS)为单位来计算。一纳秒等于10^9秒。数字越小,表明内存的存取速度越快。

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