什么是多時(shí)鐘周期cpu
什么是多時(shí)鐘周期cpu
中央處理器(CentralProcessingUnit)的縮寫,即CPU,CPU是電腦中的核心配件,只有火柴盒那么大,幾十張紙那么厚,但它卻是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。下面是學(xué)習(xí)啦小編帶來的關(guān)于什么是多時(shí)鐘周期cpu的內(nèi)容，歡迎閱讀!
什么是多時(shí)鐘周期cpu：
時(shí)鐘周期是一個(gè)時(shí)間的量，人們規(guī)定10納秒(ns)為一個(gè)時(shí)鐘周期。時(shí)鐘周期表示了SDRAM所能運(yùn)行的最高頻率。更小的時(shí)鐘周期就意味著更高的工作頻率。對(duì)于PC100規(guī)格的內(nèi)存來說，它的運(yùn)行時(shí)鐘周期應(yīng)該不高于10納秒。納秒與工作頻率之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：1000 / 時(shí)鐘周期 = 工作頻率。例如，標(biāo)稱10納秒的PC100內(nèi)存芯片，其工作頻率的表達(dá)式就應(yīng)該是1000 / 100 = 100MHZ，這說明此內(nèi)存芯片的額定工作頻率為100MHZ。
目前市場(chǎng)上一些質(zhì)量優(yōu)秀的內(nèi)存通常可以工作在比額定頻率高的頻率下，這為一些喜歡超頻的朋友帶來了極大的方便。例如KingMAX的PC100內(nèi)存，此類內(nèi)存多采用8納秒的芯片，相對(duì)于其100MHZ的頻率來說，頻率提高的余地還很大，許多用戶都可以讓它們工作在133MHZ甚至更高的頻率下。能不能超頻使用很大程度上反應(yīng)了內(nèi)存芯片以及PCB板的質(zhì)量。
指令周期是取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)間，指令周期常常有若干個(gè)CPU周期(也叫機(jī)器周期)，CPU周期一般由12個(gè)時(shí)鐘周期組成(時(shí)鐘周期通常由晶振決定)。
也就是說指令周期的通常大于cpu周期，指令周期的長短與執(zhí)行的指令有關(guān)，有的指令需要花費(fèi)更多的CPU周期。
1、時(shí)鐘周期
時(shí)鐘周期也稱為振蕩周期，定義為時(shí)鐘脈沖的倒數(shù)(可以這樣來理解，時(shí)鐘周期就是單片機(jī)外接晶振的倒數(shù)，例如12M的晶振，它的時(shí)間周期就是1/12 us)，是計(jì)算機(jī)中最基本的、最小的時(shí)間單位。
在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個(gè)最基本的動(dòng)作。對(duì)于某種單片機(jī)，若采用了1MHZ的時(shí)鐘頻率，則時(shí)鐘周期為1us;若采用4MHZ的時(shí)鐘頻率，則時(shí)鐘周期為250us。由于時(shí)鐘脈沖是計(jì)算機(jī)的基本工作脈沖，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏(使計(jì)算機(jī)的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來)
在8051單片機(jī)中把一個(gè)時(shí)鐘周期定義為一個(gè)節(jié)拍(用P表示)，二個(gè)節(jié)拍定義為一個(gè)狀態(tài)周期(用S表示)。
2、機(jī)器周期
在計(jì)算機(jī)中，為了便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個(gè)階段，每一階段完成一項(xiàng)工作。例如，取指令、存儲(chǔ)器讀、存儲(chǔ)器寫等，這每一項(xiàng)工作稱為一個(gè)基本操作。完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間稱為機(jī)器周期。
8051系列單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期同6個(gè)S周期(狀態(tài)周期)組成。前面已說過一個(gè)時(shí)鐘周期定義為一個(gè)節(jié)拍(用P表示)，二個(gè)節(jié)拍定義為一個(gè)狀態(tài)周期(用S表示)，8051單片機(jī)的機(jī)器周期由6個(gè)狀態(tài)周期組成，也就是說一個(gè)機(jī)器周期=6個(gè)狀態(tài)周期=12個(gè)時(shí)鐘周期。
3、指令周期
指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成。指令不同，所需的機(jī)器周期數(shù)也不同。對(duì)于一些簡單的的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其它的機(jī)器周期。
對(duì)于一些比較復(fù)雜的指令，例如轉(zhuǎn)移指令、乘法指令，則需要兩個(gè)或者兩個(gè)以上的機(jī)器周期。
通常含一個(gè)機(jī)器周期的指令稱為單周期指令，包含兩個(gè)機(jī)器周期的指令稱為雙周期指令。
CC2530的每個(gè)指令周期是一個(gè)時(shí)鐘，而標(biāo)準(zhǔn)的8051 每個(gè)指令周期是12 個(gè)時(shí)鐘。
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計(jì)算機(jī)的性能在很大程度上由CPU的性能決定，而CPU的性能主要體現(xiàn)在其運(yùn)行程序的速度上。影響運(yùn)行速度的性能指標(biāo)包括CPU的工作頻率、Cache容量、指令系統(tǒng)和邏輯結(jié)構(gòu)等參數(shù)。
主頻主頻也叫時(shí)鐘頻率，單位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz)，用來表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度。通常，主頻越高，CPU處理數(shù)據(jù)的速度就越快。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，但并不是一個(gè)簡單的線性關(guān)系。 所以，CPU的主頻與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒有直接關(guān)系的，主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度。在Intel的處理器產(chǎn)品中，也可以看到這樣的例子：1 GHz Itanium芯片能夠表現(xiàn)得差不多跟2.66 GHz至強(qiáng)(Xeon)/Opteron一樣快，或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線、總線等各方面的性能指標(biāo)。
外頻外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度。通俗地說，在臺(tái)式機(jī)中，所說的超頻，都是超CPU的外頻(當(dāng)然一般情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點(diǎn)是很好理解的。但對(duì)于服務(wù)器CPU來講，超頻是絕對(duì)不允許的。前面說到CPU決定著主板的運(yùn)行速度，兩者是同步運(yùn)行的，如果把服務(wù)器CPU超頻了，改變了外頻，會(huì)產(chǎn)生異步運(yùn)行，(臺(tái)式機(jī)很多主板都支持異步運(yùn)行)這樣會(huì)造成整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
看了什么是多時(shí)鐘周期cpu文章內(nèi)容的人還看：
1.為什么不能拿CPU速度來比較計(jì)算機(jī)的性能
6.什么是CPU