计算机的CPU能做什么工作? 从内存取一条指令执行 条接一条 指定的地址 地址指令 能执行三种指令 cnt =5 TEST: if cnt=0 goto Exit 计算加减乘除 cnt= cnt-1 整数的 print cnt; 小数的 goto TEST EXIT: done 检测简单条件 等于0,大于0,小于0 重复计算
计算机的CPU能做什么工作？ • 从内存取一条指令执行 – 一条接一条 – 指定的地址 • 能执行三种指令 – 计算加减乘除 • 整数的 • 小数的 – 检测简单条件 • 等于0，大于0，小于0 – 重复计算 cnt = 5 TEST: if cnt = 0 goto Exit cnt = cnt - 1; print cnt; goto TEST EXIT: done 地址 指令
CPU的主要指标 速度 主蘋率 MIPS 速度越快,指令执性速度越快 Cache的大小 Cache速度是内存的10-100倍 超过32KB后,作用不明显 数据的宽度 般为32BIT或64BIT 越宽数据流量也越大
CPU的主要指标 • 速度 – 主蘋率 – MIPS – 速度越快，指令执性速度越快 • Cache的大小 – Cache 速度是内存的10-100倍 – 超过32KB后，作用不明显 • 数据的宽度 – 一般为32BIT或64BIT – 越宽数据流量也越大
CACHE能有效地提高内存速度 假设(1)内存速度为60纳秒 (2) CACHE速度为5纳秒 (3)80%的数据可以在 CACHE找到 平均读写速度为V=08*5+02*60=16纳秒 CACHE的工作原理: CPU需要数据时,先在 CACHE理找 如果有的话,CPU就用 CACHE里的数据 如果没有,CPU从内存里读取,放入 CACHE,再使用数据 如果 CACHE里装满了,CPU清除一个老的数据,再存新的数据
CACHE能有效地提高内存速度 假设 （1）内存速度为60纳秒 （2）CACHE速度为5纳秒 （3）80%的数据可以在CACHE找到 平均读写速度为 V= 0.8*5 + 0.2*60 = 16 纳秒 CACHE的工作原理： - CPU需要数据时，先在CACHE理找 - 如果有的话，CPU就用CACHE里的数据 - 如果没有，CPU从内存里读取，放入CACHE，再使用数据 - 如果CACHE里装满了，CPU清除一个老的数据，再存新的数据
CPU速度的提升 芯片发布时间时钟速度 8086 78.6 5-10MHZ 80286 82.2 8-12MHZ 80386 85 10 16-33MHz 80486 894 25-50MHz Pentium 93.3 60-166MHz Pentium Pro953 150-200MHz Pentium ii 1996 233-300MHz P6 1997 up to 400MHz Pentium III 99.2 450-1000MHz Pentium iv 2000. 1500-2GMHZ
CPU速度的提升 芯片 发布时间 时钟速度 8086 78.6 5-10MHz 80286 82.2 8-12MHz 80386 85.10 16-33MHz 80486 89.4 25-50MHz Pentium 93.3 60-166MHz Pentium Pro 95.3 150-200MHz Pentium II 1996 233-300MHz P6 1997 up to 400MHz Pentium III 99.2 450-1000MHz Pentium IV 2000.11 1500-2G MHz
CPU速度对硬件选择的含意 ·95%的计算机足够快,以支持任何企业 软件 只有极少数 mission- critical系统需要最快最新 的硬件 99%计算机无事可做 人的速度太慢了 最慢的一环决定着整个系统的速度 买太多的速度,只是浪费钱
CPU速度对硬件选择的含意 • 95%的计算机足够快，以支持任何企业 软件 – 只有极少数mission-critical系统需要最快最新 的硬件 • 99%计算机无事可做 – 人的速度太慢了 – 最慢的一环决定着整个系统的速度 – 买太多的速度，只是浪费钱