3.4 CPU的主要技术参数

CPU的主要技术参数包括以下几种。

1. 主频

主频是CPU的时钟频率（CPU Clock Speed），即系统总线的工作频率。以吉赫兹（GHz）为单位。一般来说，主频越高，CPU的速度越快。由于内部结构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能都一样。

2. 外部时钟频率

外部时钟频率（外频）表示CPU与外部数据的传输速度。早期CPU的内部时钟频率与外部时钟频率一致，后来出现了倍频技术，使得CPU的内部时钟频率和外部时钟频率可以不一致。由于在目前的各种主板上前端总线频率与内存总线频率相同，所以外频也可以是CPU与内存以及L2 Cache（仅指Socket 7主板）之间交换数据的工作时钟。

3. 倍频系数

由上面的介绍可知，CPU内部真正的工作时钟频率（主频）是外部时钟频率（外频）的倍数，这个所谓的“倍数”就是“倍频系数”。倍频系数越高，主频就越高。三者关系是：主频=外频×倍频。

4. 高速缓存

缓存大小也是CPU的重要指标之一。高速缓存是一种速度比内存更快的存储设备，其功能是减少CPU因等待低速设备所导致的延迟，进而改善系统性能。它一般集成于CPU芯片内部，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据。

高速缓存分为L1 Cache（一级高速缓存）和L2 Cache（二级高速缓存）。它们的容量和工作速率对提高计算机速度起着关键作用。

5. 指令集

MMX（Multi Media eXtension）技术是Intel公司开发的多媒体扩充指令集，共有57条指令，该技术一次能处理多个数据，通常用于视频处理和声音合成等。

3DNow！（3D no waiting）技术是AMD公司在K6-2、K6-Ⅲ和K7处理器中采用的技术，也是为了处理多媒体而开发的。3DNow！技术实际上是指一组机器码级的扩展指令集（共21条指令）。这些指令仍然以SIMD（单指令多数据）技术的方式实现一些浮点运算、整数运算、数据预取等功能。而这些运算类型（尤其是浮点运算）是从成百上千种运算类型中精选出来的在3D处理中最常用的。

SSE（Streaming SIMD Extensions）指令是单指令多数据流扩展，是Intel在Pentium Ⅲ处理器中率先推出的。其实，早在Pentium Ⅲ正式推出之前，Intel公司就曾经通过各种渠道公布过所谓的KNI（Katmai New Instruction）指令集，这个指令集也就是SSE指令集的前身，并一度被很多传媒称为MMX指令集的下一个版本，即MMX2指令集。究其背景，原来KNI指令集是Intel公司最早为其下一代芯片命名的指令集名称，而所谓的MMX2则完全是硬件评论家们和媒体凭感觉和印象对KNI的评价，Intel公司从未正式发布过关于MMX2的消息。而最终推出的SSE指令集也就是所谓胜出的“互联网SSE”指令集。SSE指令集包括70条指令，其中包含了提高3D图形运算效率的50条SIMD浮点运算指令、12条MMX整数运算增强指令，以及8条优化内存中连续数据块的传输指令。

6. 工作电压

CPU内核工作电压越低，则表示CPU制造工艺越先进，也表示CPU运行时耗电功率越小。在Intel的Pentium MMX之前，所有的CPU均采用单一的电压工作。自Pentium MMX开始，CPU运行时需要由主板分别提供I/O电压（Vi/o）和内核（Vcore）电压。直到目前为止，所有Socket架构的CPU仍然采用这种方式供电。Slot 1架构的CPU同样也有Vcore和Vcc两种工作电压，其中Vcc与Socket架构CPU的Vi/o相似。

7. 地址总线宽度

地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。一个16位宽度的地址总线（通常在1970年和1980年早期的8位处理器中使用）可寻址到216=65536=64KB的内存地址，而一个32位单元地址总线（通常在2004年的PC处理器中）可以寻址到4294967296=4GB的地址。但现在很多计算机内存已经大于4GB（Windows XP 32位系统最大只能识别3.29GB，所以要使用4GB以上大内存就要用Windows 64位系统）。目前主流的计算机都是64位的处理器，也就是说可以寻址到264=16×1018=16EB的地址，在很长一段时间内这个数字是用不完的。

8. 数据总线宽度

数据总线宽度决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入／输出设备之间的一次数据传输的位数，386、486为32位，Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ、Pentium Ⅳ也是32位的，现在的大部分产品都是64位的。

9. 制造工艺

通常可以在CPU性能列表上看到制造工艺一项，其中有0.18 µm或0.13 µm等，这些数值表示了集成电路中导线的宽度。制造工艺的数据越小，表明CPU的制造技术越先进，CPU的功耗和发热也就越小，集成的晶体管也就越多，CPU的主频也就能做得越高。

10. CPU的封装

封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的插槽与其他器件相连接。封装起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且是沟通芯片内部与外部电路的桥梁，其复杂程度在很大程度上决定了处理器的结构特性。

处理器封装的发展主要有三个阶段：DIP（双列直插）封装时代、载体封装时代和PGA（针栅阵列）封装或BGA（球栅阵列）封装时代。

Intel推出的Prescott和Tejas处理器都采用了LGA（栅格阵列）封装。

11. 超线程技术

超线程（Hyper-Threading）技术是Intel的创新技术。它是指在一颗实体处理器中放入两个逻辑处理单元，让多线程软件可在系统平台上平行处理多项任务，并提升处理器执行资源的使用率。使用这项技术，处理器的资源利用率平均可提升40%，这大大增加了处理器的可用性能。