cpu在计算机中的性能指标 cpu在计算机中的作用是什么

cpu在计算机中的作用是什么1

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演示机型:华为MateBook X系统版本:win10cpu在计算机中的作用是电子计算机的主要设备之一 。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据 。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程 。CPU是计算机中的核心配件,却是一台计算机的运算核心和控制核心 。计算机中所有操作都由CPU负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件 。
CPU的核心是什么?性能+生态2(报告出品方/分析师:中信证券研究所 杨泽原、丁奇)
CPU的核心竞争力在于微架构等因素决定的性能先进性和生态丰富性 。国内CPU厂商分别以X86/MIPS/ARM等指令集为起点,大力投入研发保持架构先进,推动产业开放构建自主生态,加速追赶全球头部企业 。
一、CPU:计算机的大脑CPU本质是一块大规模的集成电路,主要由运算器和控制器组成 。
CPU是计算机的运算和控制核心 。
【cpu在计算机中的性能指标 cpu在计算机中的作用是什么】它的主要功能可以分为两点:1)解释计算机中的指令;2)对数据进行运算处理 。
CPU性能决定计算机运行的快慢,其性能的提升带来计算机运算效率的提高 。
CPU的工作流程主要分为三个阶段:取指、解码和执行 。
控制器从计算机内存里读取指令(取指),经过翻译之后(解码),通知运算器加载/计算/保存(执行) 。
CPU产业链:设计→制造→封装测试
CPU产业链主要包括芯片设计、芯片制造、封装测试三个主要环节 。此外,在上游还包括设计技术授权、EDA软件等支持技术 。
芯片设计:将芯片的逻辑、系统以及性能转化为具体实物芯片设计的过程 。该环节具有知识密集型特点,有较高的附加值和利润率,奠定了产品性能的基调 。
芯片制造:将图纸制作成刻好电路的晶圆,其生产过程包括流片(试生产)、晶棒制造、晶圆制造、完成电路及元件加工与制作 。
封装测试:封装是将晶圆加工为芯片的过程,测试是对芯片质量进行检测的过程 。这一过程的门槛和风险都相对较低,国产厂商具有相对优势 。
IC 设计公司的商业模式主要分为两类:IDM模式和 Fabless 模式 。
IDM模式指的是Integrated Design and Manufacture,垂直整合制造模式,即一家公司包揽芯片的设计、制造、封测等,早期的集成电路企业大多使用这种模式,但是由于成本过高,只有少数企业,如Intel、三星、德州仪器等能够维持这种模式 。
Fabless模式指的是专注芯片设计、研发和销售的模式,不包含芯片的制造、封测 。而Foundry指的是专门负责芯片制造生产的厂家 。
二、CPU性能:决定CPU是否“能用”性能好坏决定CPU是否“能用”,是商业化落地的核心要素之一 。运行程序的速度基本决定了CPU的性能 。
CPU性能评价比较的通用公式为:性能=(IPC*主频)/指令数量 。
评估CPU性能的参数主要包括:微架构、主频、内核/线程、缓存大小、制程、功耗等,除主频为外参数通常都影响IPC值 。CPU主频越高,IPC越高,CPU的性能越强 。
我们认为,评估CPU性能的指标依次为:微架构、制程核数/线程互联主频缓存其他 。
CPU性能影响因素:制程、内核、线程
我们认为各类参数中,微架构、制程、核数/线程、互联、主频等参数/维度对CPU的性能影响较大 。
制程:CPU集成电路的密集度 。同样数量晶体管,更小的制程意味着更低的功耗和发热 。如今主流工艺制程为7纳米(AMD最新产品),先进制程可达3纳米 。
内核:CPU核心的计算组成部分 。
线程:CPU内核调度和分配的基本单位 。使得一个核心内有多个逻辑CPU来分别执行功能,实现高效率的并行计算 。
对于能够并行执行的场景来说,例如视频剪辑、虚拟机等专业应用,通常内核/线程越多,CPU的计算性能越强,但在超过一定数量范围后,核心之间的通讯也会拖累计算速度,最终抵消掉多内核/线程带来的性能提升 。
对于顺序执行的场景,例如解压缩、视频编解码、图片编辑、办公应用、影音娱乐、游戏等场景,更为注重的是CPU单核的性能强度 。
主频:CPU的时钟频率,处理器每秒工作次数 。时钟频率的高低在很大程度上反映了CPU计算速度的快慢,常在电脑参数中里可以看到的3.3GHZ,4.0GHZ等就是CPU的主频参数 。
功耗:CPU的发热量 。功耗增加将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降 。