計(jì)算機(jī)主板與CPU的性能指標(biāo)分析

黃龍++閻知知++楊國麗++高娟

摘 要隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)已成人們?yōu)槿粘Ｉ?、工作、學(xué)習(xí)中不可或缺的重要工具。人們在使用計(jì)算機(jī)時(shí)往往只掌握了幾個(gè)必須的辦公軟件或?qū)I(yè)軟件，而缺乏計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)的基本常識(shí)。本文就計(jì)算機(jī)內(nèi)的兩個(gè)重要部件主板和CPU展開講解，幫助大家更好的理解影響電腦性能指標(biāo)的因素。

【關(guān)鍵詞】主板；CPU；性能指標(biāo)

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的硬件配置也在不斷更新。辦公室、學(xué)校、家庭使用的計(jì)算機(jī)絕大多數(shù)都為臺(tái)式機(jī)。不同的使用人群需求各異，對配置的要求也會(huì)有所不同。眾多硬件當(dāng)中最基本的就是主板和CPU。

如果把CPU比作計(jì)算機(jī)的心臟，那么主板就是可稱為計(jì)算機(jī)的神經(jīng)系統(tǒng)。主板的外觀為矩形的電路板，上面集成了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，主板中的插槽用于連接網(wǎng)卡，顯卡。外部接口中的串行和并行端口用于連接掃描儀、打印機(jī)等設(shè)備。對于主板，主要有以下幾個(gè)參數(shù)及性能指標(biāo)。

1 主板CPU的類型與頻率范圍

CPU插座有多種類型，也是區(qū)分主板類型的主要標(biāo)志之一，一些CPU必須在相應(yīng)主板的支持下才能達(dá)到其額定頻率，因此，在選擇主板前首先要確定購買的CPU類型和CPU的頻率范圍。

2 對內(nèi)存條的支持

內(nèi)存插槽的類型決定了主板所支持的內(nèi)存類型，插槽的線數(shù)與內(nèi)存條的引腳數(shù)一一對應(yīng)。一般主板會(huì)預(yù)留有2～4個(gè)內(nèi)存插槽，用于擴(kuò)展性。需要注意的是，對于使用SDRAM插槽的用戶而言， DIMM3和DIMM4共用一個(gè)通道。因此在內(nèi)存插滿時(shí)，DIMM3和DIMM4要求必須是單面內(nèi)存且容量相同，保證計(jì)算機(jī)的正常識(shí)別。

3 對顯卡的支持

主板上的PCI Express（以下簡稱PCI-E）插槽是應(yīng)用于顯卡的專用插槽。在選購主板時(shí)需要注意主板是提供額外的PCI-E插槽，PCI-E插槽提供了升級顯卡的可能，對顯卡系統(tǒng)有較高要求的用戶，應(yīng)考慮帶有此插槽的主板。

4 對硬盤和光驅(qū)的支持

SATA硬盤可以連接在主板上的SATA接口，SATA硬盤已逐步取代了以往的IDE接口硬盤，成為市場的主流產(chǎn)品。

5 擴(kuò)展性能和外圍接口

除了PCI-E插槽與DIMM插槽以外，主板上還備有ISA、AMR、PCI、CNR等擴(kuò)展槽，其標(biāo)志了主板的擴(kuò)展功能。PCI是目前用于設(shè)備擴(kuò)展的接口標(biāo)準(zhǔn)。PCI插槽上主要都接有網(wǎng)卡、聲卡、內(nèi)置Modem等設(shè)備，主板上一般配有2～5個(gè)PCI插槽不等， 標(biāo)準(zhǔn)ATX主板上擴(kuò)展插槽一般多于MiroATX板型主板上的擴(kuò)展插槽的數(shù)量。

6 BIOS技術(shù)

BIOS是集成在主板CMOS芯片中的軟件， CMOS芯片中保存了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)重要的基本輸入輸出程序、開機(jī)上電自檢程序、系統(tǒng)啟動(dòng)程序和系統(tǒng)CMOS設(shè)置?，F(xiàn)在市場上的主板大多使用的是AMI、Award、Phoenix這3種BIOS。

CPU英文全稱為Central Processing Unit，也就是中央處理器，它是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制中心，統(tǒng)一指揮、調(diào)度計(jì)算機(jī)的所有工作，是計(jì)算機(jī)中重要的一塊集成電路芯片。目前主要CPU生產(chǎn)廠商有Intel與AMD。CPU的性能很大程度上反映了計(jì)算機(jī)的性能，因此CPU的性能指標(biāo)十分重要。CPU主要的性能指標(biāo)有以下幾個(gè)方面。

6.1 主頻、外頻和倍頻。

主頻（CPU Clock Speed）也被稱為時(shí)鐘頻率，反映了CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號的震蕩速率。外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速率，用戶可以簡單地理解為CPU的外頻直接影響內(nèi)存的訪問速率。外頻高，CPU就可同時(shí)接收更多來自外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。倍頻是CPU的運(yùn)行頻率與整個(gè)系統(tǒng)外頻之間相差的倍數(shù)，外頻相同時(shí)，倍頻越高，CPU的主頻也越高。其中：主頻=外頻×倍頻。主頻越高，CPU在一個(gè)時(shí)鐘周期里所完成的指令數(shù)也就越多，運(yùn)算速度也就越快。

6.2 制造工藝

早期的CPU大多采用0.5μm的制作工藝，后來隨著制作工藝的提高，普遍采用了0.25μm制造工藝。而現(xiàn)在的CPU制造工藝已達(dá)到了納米級，并用來衡量組成芯片電子線路或元件的細(xì)致程度。制造工藝越先進(jìn)，CPU線路和元件越小，同樣尺寸的芯片上就可以集成更多的元器件。這也使得CPU內(nèi)部器件不斷增加、功能不斷增強(qiáng)而體積變化卻不大。目前Intel的CPU已經(jīng)全線進(jìn)入了45nm工藝，并向更精細(xì)的工藝邁進(jìn)，AMD的CPU也逐漸過渡到了65nm工藝。按照摩爾定律，每隔18個(gè)月CPU的制造工藝將會(huì)有質(zhì)的飛躍。

6.3 前端總線

前端總線的頻率決定了CPU和主板芯片組之間的數(shù)據(jù)交換速率，因此，前端總線是CPU除主頻之外，最重要的技術(shù)參數(shù)。前端總線已從當(dāng)初的100MHz發(fā)展到目前的1600MHz，而且Intel等公司已經(jīng)推出新的芯片數(shù)據(jù)交換總線——QPI總線，數(shù)據(jù)流量從10.2～50GB/s不等，以后QPI總線的數(shù)據(jù)吞吐量，將成為CPU的重要技術(shù)參數(shù)。

6.4 支持內(nèi)存

CPU集成度越來越高，原來集成在主板芯片組的內(nèi)存控制器，從2008年Intel推出QPI總線后，全面集成到CPU中，像目前AMD的CPU集成的是DDR Ⅱ內(nèi)存控制器，最新的Intel CPU集成了DDR Ⅲ內(nèi)存控制器。以后，技術(shù)人員在選購CPU時(shí)，要注意選擇對應(yīng)的內(nèi)存。

6.5 緩存

緩存是CPU內(nèi)部進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)器，緩存越大，越能存放更多數(shù)據(jù)，CPU運(yùn)算時(shí)，不用到內(nèi)存中查找，因而CPU效率越高，性能越強(qiáng)。CPU的緩存可分為兩種，即L1 Cache（一級緩存）和L2 Cache（二級緩存）。Intel和AMD的高端CPU還集成了三級高速緩存，這使其性能又有了質(zhì)的飛躍。

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作者單位

武漢軍械士官學(xué)校 湖北省武漢市 430075