`

CPU时钟周期

 
阅读更多

       在电子技术中,脉冲信号是一个按一定电压幅度,一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期;而将在单位时间(如1秒)内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号(包括脉冲信号)在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称;频率的标准计量单位是Hz(赫)。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。频率在数学表达式中用“f”表示,其相应的单位有:Hz(赫)、kHz(千赫)、MHz(兆赫)、GHz(吉赫)。其中1GHz=1000MHz,1MHz=1000kHz,1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是:s(秒)、ms(毫秒)、μs(微秒)、ns(纳秒),其中:1s=1000ms,1 ms=1000μs,1μs=1000ns。

  CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能已较低的主频,达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。

  CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。

  提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的,在硅片上的元件之间需要导线进行联接,由于在高频状态下要求导线越细越短越好,这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。因此制造工艺的限制,是CPU主频发展的最大障碍之一。

  

  个人理解的是:

  一个微指令周期通常设计成一个CPU时钟周,而一条指令通常需要几条微指令,也就是一条指令占多少个字节就需要多少个时钟周期.

  

  参考:

  http://blog.csdn.net/mydo/article/details/1776304

分享到:
评论

相关推荐

    获得当前CPU时钟周期数和运行指令花费的CPU时钟周期数vc inline __asm.rar

    在编程领域,尤其是在性能优化的过程中,了解CPU时钟周期数以及特定指令的执行时间是非常重要的。这个主题主要涉及的是低级别的编程技术,特别是在C++语言中使用Visual C++(VC++)编译器,以及汇编语言的使用。在...

    怎么知道每条汇编指令所耗费的CPU时钟周期.zip

    怎么知道每条汇编指令所耗费的CPU时钟周期.zip

    C语言计算代码执行所耗CPU时钟周期

    在计算机科学中,测量代码执行的CPU时钟周期是一项重要的任务,它可以帮助我们理解程序的性能瓶颈,优化代码效率。本文将详细介绍如何使用C语言来计算代码执行所耗的CPU时钟周期,以及这种方法的局限性和注意事项。 ...

    单片机的时钟周期,机器周期,指令周期详解

    ### 单片机的时钟周期、机器周期与指令周期详解 #### 一、时钟周期 时钟周期,也被称为振荡周期,是单片机中最基础的时间单位。它定义为时钟脉冲的倒数,即1/时钟频率。例如,如果单片机外接的是12MHz的晶振,那么...

    使用Logisim来创建一个16位多时钟周期CPU

    在本文中,我们将深入探讨如何使用Logisim设计和实现一个16位多时钟周期的CPU。Logisim是一款直观且用户友好的电路设计工具,适用于初学者和专业人士,让我们能够构建复杂的数字逻辑系统,包括CPU。我们将涵盖以下几...

    CPU核心时钟加速器

    1. **CPU时钟周期**:CPU的工作是由一系列时钟信号驱动的,这些信号的频率决定了CPU每秒能执行的指令数。时钟周期是时钟信号完成一个完整周期所需的时间,时钟频率则是它的倒数,即每秒的周期数,单位通常是赫兹(Hz...

    ​复制时钟组件及时钟周期事件

    时钟组件通常指的是系统时钟或CPU时钟,它是计算机硬件中的一个核心组成部分。系统时钟决定了计算机内部所有操作的速度和同步,它的频率通常以赫兹(Hz)表示,即每秒钟的振荡次数。较高的时钟频率意味着处理器可以...

    单片机指令周期_机器周期_状态周期_振荡时钟周期之间的关系

    这意味着,在一个时钟周期内,CPU只能完成一个最基本的动作。 对于8051系列单片机而言,一个时钟周期被定义为一个节拍(用P表示)。因此,根据不同的晶振频率,时钟周期的长短也会有所不同。例如,如果使用1MHz的...

    MSP430时钟周期 机器周期 指令周期

    时钟周期是CPU中最基本的时间单位,它由外部晶体振荡器或内部RC振荡器产生的主时钟信号决定。对于MSP430而言,一个时钟周期定义为MCLK(主时钟)的一个周期时间。例如,如果MCLK设置为8MHz,则一个时钟周期为1/8us。...

    从底层数据结构和CPU缓存两方面剖析LinkedList的查询效率为什么比ArrayList低.docx

    * 数组全部或部分元素会被连续存在 CPU 缓里面,平均读取每个元素的时间只要 3 个 CPU 时钟周期。 知识点4:CPU 缓存对链表不友好 * 链表结构是非连续的内存,不利于 CPU 缓存的使用。 * CPU 缓存不能读入一整片...

    VerilogHDL语言单时钟周期CPU设计

    在这个特定的项目中,"VerilogHDL语言单时钟周期CPU设计",我们关注的是一个用Verilog HDL实现的处理器,它的操作在一个单一的时钟周期内完成,这被称为单周期CPU。 单周期CPU的设计目标是简化处理器结构,减少延迟...

    指令集时钟周期

    ASM为Assembly的简写,ASM指令的含义为汇编指令(泛指Intel 80X86 CPU中的指令集)。 ASM指令是为编程人员编写程序准备的,编译器将会把ASM指令真正的翻译成机器代码(能控制CPU做出操作的代码)。 ASM至今运用...

    单周期cpu设计实验报告

    在实验报告中,讨论了时钟周期的概念、时钟周期的作用,以及时钟周期在单周期CPU设计中的重要性。 7. 寄存器的使用:在单周期CPU设计中,寄存器的使用非常重要,可以提高CPU的工作效率。在实验报告中,讨论了寄存器...

    MIPS 32位多周期CPU

    多周期CPU意味着它的各个操作(如取指、解码、执行、写回等)是分步骤依次完成的,而不是在一个时钟周期内同时完成,这有助于简化设计,但会牺牲一些性能。 在理解MIPS 32位多周期CPU的过程中,我们首先要掌握以下...

    计算机性能评价-Read.pdf

    CPU 时间是指一个程序的 CPU 时钟周期数乘以时钟周期长度,也可以用指令数(IC)和每条指令的平均时钟周期数(CPI)来计算:CPU 时间=IC×CPI×时钟周期的长度。 2. CPU 性能指标 CPU 性能指标包括时钟周期的长度...

    16位单时钟周期CPU设计

    重庆大学 大三下计算机组成原理第二个项目,满分通过的 十六位单周期CPU设计,用的软件是logisim-win-2.7.1,包含project2终极.circ RAM.hex ROM.hex ROM.s 设计报告.doc 可直接提交了

    cpu各参数的含义,cpu介绍

    在 CPU 中由 5~6 个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条 X86 指令分成 5~6 步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个 CPU 时钟周期完成一条指令,因此提高了 CPU 的运算速度。...

    计算机组成原理于接口复习题

    6. **CPU 执行时间**:CPU执行时间由CPU时钟周期数乘以时钟周期来计算,即 tCPU = CPU 时钟周期数 × CPU 时钟周期。 7. **CPI(Cycle Per Instruction)**:CPI是每条指令平均需要的时钟周期数,用于衡量CPU执行...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics