中央处理器和每秒指令

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

中央处理器和每秒指令之间的区别

中央处理器 vs. 每秒指令

中央处理器 （Central Processing Unit，缩写：CPU），是计算机的主要设备之一，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。计算机的可编程性主要是指对中央处理器的编程。中央处理器、内部存储器和输入／输出设备是现代电脑的三大核心部件。1970年代以前，中央处理器由多个独立单元构成，后来发展出由集成电路制造的中央处理器，這些高度收縮的元件就是所謂的微处理器，其中分出的中央处理器最為复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元。 中央处理器廣義上指一系列可以执行复杂的计算机程序的逻辑机器。这个空泛的定义很容易地将在“CPU”这个名称被普遍使用之前的早期计算机也包括在内。无论如何，至少从1960年代早期开始，这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比，“中央处理器”在物理形态、设计制造和具体任务的执行上有了极大的发展，但是其基本的操作原理一直没有改变。 早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计算机而定制。但是，这种昂贵的为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代，随着集成电路的出现而加速。IC使得更为复杂的中央处理器可以在很小的空间中设计和制造（在微米的數量级）。中央处理器的标准化和小型化都使得这一类数字设备和電子零件在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。. 每秒指令（Instructions per second，縮寫：IPS）是一種計算電腦中央處理器速度的記量單位。大多數IPS的數值是在某些特定測量軟體中取極限值所得，而較為可信的MIPS值取決於測試軟體的測試情境以及測試時間。記憶體階層的效能也大大影響處理器的效能，也影響IPS數值的真確性。由於以上問題，研發者發展了數套標準測試方案，例如SPECint以計算真實情況下軟體使用情況的效能，也讓IPS計量單位變成較無用的計量單位。 本術語通常與數量單位關連在一起，例如每秒千指令（kIPS）、每秒百萬指令（MIPS）或每秒百萬操作（MOPS）等。MFLOPS是考察单字长浮点指令的平均执行速度。.

AMD Athlon 64 X2

Athlon 64 X2是AMD設計的首款桌面級雙核心處理器，腳位有Socket 939、AM2，於2005年5月首次推出。首批產品採用90奈米SOI製程，其後也開始推出代號 Brisbane 的65奈米產品，並於2006年12月發售，全數產品均支援SSE3指令集。處理器內建了兩顆Athlon 64核心，兩个核心可以透過 System Request Queue 互相溝通。Intel Pentium D 的兩個核心溝通必須透過FSB，繞過北橋方能；換言之，這會增加FSB的負擔，減低系統性能。相比之下，由於Athlon 64 X2有專屬通道，系統性能比Pentium D高，但售價較貴。 與單核心的Athlon64比較，這款雙核產品擁有更多的晶體管，因此晶圓需使用更複雜的製程，期間必須有更大面積的矽為無損，使其產量不及單核產品，因此售價也會比單核產品昂貴。 由於Athlon X2對外連接是HyperTransport，與Athlon 64一樣；所以使用腳位為Socket 939或SocketAM2的單核心Athlon 64的用戶，只要更新主機板BIOS，即可直接升級為Athlon 64 X2。這一點比Intel優勝。 早期的Athlon X2處理器是有2 x 512 KB及2 x 1024 KB兩種L2快取記憶體版本的，及至2006年中AMD宣佈停產2 x 1024 KB L2的Athlon X2。 另有更低階的X2 3600+型號，時脈與3800+相同，但L2被減為2 x 256 KB。這款產品最早是提供OEM廠商使用的，後來為應對Intel Core 2上市，AMD也於2006年7月至8月發行AM2版本的3600+，與Intel的Pentium D 915/925競爭。 AMD於2006年12月發售65nm產品，代號Brisbane，產品仍舊使用K8微架構，而使用K10微架構的新產品預計會於2007年中推出。另外在2007年6月推出的Brisbane 45W BE省電版本的雙核處理器中，新品改稱為「Athlon X2」，去掉了 "64" 字樣，並使用全新型號，原有的4000+及4400+另外推出型號為BE-2350及BE-2400省電型處理器。 部份雙核產品型號屬Black Edition 黑盒版本，它們與普通版的分別在於不鎖倍頻，用家可自由調整倍頻，發揮其極限性能。現有的Athlon X2系列的Black Edition型號有 90 nm F3步進值的6400+處理器及 65 nm G2步進值的5400+、5000+處理器。.

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ARM架構

ARM架構，過去稱作進階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine，更早稱作：Acorn RISC Machine），是一個32位元精簡指令集（RISC）處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。但在其他領域上也有很多作為，由於節能的特點，ARM處理器非常適用於行動通訊領域，符合其主要設計目標為低成本、高效能、低耗電的特性。另一方面，超级计算机消耗大量电能，ARM同样被视作更高效的选择。 至2009年為止，ARM架構處理器佔市面上所有32位元嵌入式RISC處理器90%的比例，使它成為占全世界最多數的32位元架構之一。ARM處理器可以在很多消費性電子產品上看到，從可攜式裝置（PDA、行動電話、多媒體播放器、掌上型電玩和計算機）到電腦週邊設備（硬碟、桌上型路由器），甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。在此还有一些基于ARM设计的衍伸产品，重要產品還包括Marvell的XScale架構和德州儀器的OMAP系列。 2011年，ARM的客户报告79亿ARM处理器出货量，占有95%的智能手机、90%的硬盘驱动器、40%的数字电视和机上盒、15%的微控制器、和20%的移动电脑。在2012年，微软与ARM科技生产新的Surface平板电脑，AMD宣布它将于2014年开始生产基于ARM核心的64位元服务器芯片，2016年，日本富士通公司宣布下一代“京”超级计算机将采用ARM架构。 2016年7月18日，日本软银集团斥资3.3万亿日元（约合311亿美元）将设计ARM的公司ARM Holdings收购。。.

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奔腾4

奔騰4（Pentium 4，或簡称奔4或P4），Intel生產的第七代x86微處理器，是繼1995年出品的第六代P6架构Pentium Pro之後第一款重新設計過的處理器，這一新的架構稱做NetBurst，（此前的Pentium II、Pentium III及相应各版本的Celeron仍旧属于P6架构）。Pentium 4首款產品工程代号為：Willamette，拥有1.4GHz左右的核心時脈，并使用Socket 423腳位架構，于2000年11月发布。值得注意的是，Pentium 4有著非常快速到400MHz的前端匯流排，之後更有提升到533MHz、800MHz，它其實是一個100MHz时钟频率的四倍数据速率（QDR）前端匯流排，因此数据传输速率为4×100MHz。相应的，Pentium 4前期的竞争对手AMD Athlon处理器采用双倍数据输率（DDR）前端匯流排，拥有266MHz或333MHz的数据传输速率（2×133MHz、2×166MHz）。 令业界观察人士感到意外的是，NetBurst架构的Pentium 4在“每周期整数处理能力”和“每周期浮点处理能力”这两个重要性能上比前一代的P6架构不升反降。它通过牺牲每个周期的性能以实现非常高的--和SSE性能。与英特尔的传统保持一致的是，Pentium 4也有低端Celeron〔通常称为Celeron 4〕及Celeron D版本和用于SMP配置的高端Xeon〔至強〕版本。 Pentium 4的设计目标是适应更快的时钟速度，因为消费者开始依据更高的時脈购买電腦。在这方面Pentium 4是一个经典的市场驱动技术的范例。这很快就推动超微半導體（AMD）的“时钟频率神话运动”。英特尔使用一个特别长的指令流水线来实现这个目标，同Pentium III和Athlon那样的传统x86 CPU相比，Pentium 4降低了每个时钟周期的处理能力，但是它能够以更高的时钟速度工作。AMD則採用所謂的PR值來標示與Pentium 4相對應的Athlon XP處理器。 英特尔在發表Pentium 4時向大眾宣布说，NetBurst架構能夠運行在10GHz。然而，NetBurst架构在3.8GHz便遇到提升制程也无法解决的高功耗问题。这迫使英特尔在2005年年中放弃NetBurst，并转向升温更少的Pentium M，祭出“MoDT ('''M'''obile '''o'''n '''D'''esk'''T'''op)”的旗帜；并由此发展处Intel Core微架构取代NetBurst。.

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微处理器

微处理器（Microprocessor，缩写：µP或uP）是可程式化特殊集成电路。一种处理器，其所有元件小型化至一块或数块集成电路内。一种集成电路，可在其一端或多端接受编码指令，执行此指令并输出描述其状态的信号。这些指令能在内部输入、集中或存放起来。又称半导体中央处理器（CPU），是微型计算机的一个主要部件。微处理器的元件常安装在一个单片上或在同一组件内，但有时分布在一些不同芯片上。在具有固定指令集的微型计算机中，微处理器由算术逻辑单元和控制逻辑单元组成。在具有微程序控制的指令集的微型计算机中，它包含另外的控制存储单元。用作处理通用资料时，叫作中央处理器。這也是最为人所知的应用（如：Intel Pentium CPU）；专用于图像资料处理的，叫作Graphics Processing Unit图形处理器（如Nvidia GeForce 9X0 GPU）；用于音讯资料处理的，叫作Audio Processing Unit音讯处理单元（如Creative emu10k1 APU）等等。从物理角度来说，它就是一块集成了数量庞大的微型晶体管与其他电子元件的半导体集成电路芯片。 之所以会被称为微處理器，並不只是因为它比迷你电脑所用的处理器还要小而已。最主要的区别別，还是因为当初各大晶片厂之制程，已经进入了1 微米的阶段，用1 微米的制造，所產製出來的处理器晶片，厂商就会在产品名称上用「微」字，强调他们很高科技。与现在的许多商业广告中，「纳米」字眼时常出现一样。 早在微处理器问世之前，電子計算機的中央处理单元就经历了从真空管到晶体管以及再后来的离散式TTL集成电路等几个重要阶段。甚至在電子計算機以前，还出现过以齿轮、轮轴和杠杆为基础的机械结构计算机。，但那个时代落后的制造技术根本没有能力将这个设计付诸实现。微處理器的發明使得複雜的電路群得以製成單一的電子元件。 从1970年代早期开始，微处理器性能的提升就基本上遵循着IT界著名的摩尔定律。这意味着在过去的30多年里每18个月，CPU的计算能力就会翻倍。大到巨型机，小到筆記型电脑，持续高速发展的微处理器取代了诸多其他计算形式而成为各个类别各个领域所有计算机系统的计算动力之源。.

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縮寫

縮寫（abbreviation），在语言学裡嚴格地说是一種詞語的簡易格式，又称缩略语或簡稱。但實際上，它是從詞中提取關鍵字來簡要地代表原來的意思。例如，「欧洲联盟」被省略作為「欧盟」。.

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英特尔

英特爾公司（Intel Corporation，、）是世界上最大的半導體公司，也是第一家推出x86架構處理器的公司，總部位於美國加利福尼亞州聖克拉拉。由羅伯特·諾伊斯、高登·摩爾、安迪·葛洛夫，以“集成電子”（Integrated Electronics）之名在1968年7月18日共同創辦公司，將高階晶片設計能力與領導業界的製造能力結合在一起。英特爾也有開發主機板晶片組、網路卡、快閃記憶體、繪圖晶片、嵌入式處理器，與對通訊與運算相關的產品等。“Intel Inside”的廣告標語與Pentium系列處理器在1990年代間非常成功的打響英特爾的品牌名號。 英特爾早期在開發SRAM與DRAM的記憶體晶片，在1990年代之前這些記憶體晶片是英特爾的主要業務。在1990年代時，英特爾做了相當大的投資在新的微處理器設計上與培養快速崛起的PC工業。在這段期間英特爾成為PC微處理器的供應領導者，而且市場定位具有相當大的攻勢與有時令人爭議的行銷策略，就像是微軟公司一樣支配著PC工業的發展方向。而Millward Brown Optimor發表的2007年在世界上最強大的品牌排名顯示出英特爾的品牌價值由第15名掉落了10個名次到第25名。 而主要競爭對手有AMD、NVIDIA及Samsung。.

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IBM

国际商业机器股份有限公司（International Business Machines Corporation，首字母縮略字：IBM，曾译万国商用机器公司）是美國一家跨國科技公司及諮詢公司，總部位於紐約州阿蒙克市。IBM主要客户是政府和企业。IBM生产并销售计算机硬件及软件，并且为系统架构和网络托管提供咨询服务。截止2013年，IBM已在全球拥有12个研究实验室和大量的软件开发基地。IBM雖然是一家商業公司，但在材料、化学、物理等科学领域卻也有很高的成就，利用這些學術研究為基礎，发明很多产品。比较有名的IBM发明的产品包括硬盘、自動櫃員機、通用产品代码、SQL、关系数据库管理系统、DRAM及沃森。.

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MIPS架構

MIPS架構（MIPS architecture，為Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages的縮寫，亦為Millions of Instructions Per Second的頭字語），是一種採取精簡指令集（RISC）的處理器架構，1981年出現，由MIPS科技公司開發並授權，廣泛被使用在許多電子產品、網路設備、個人娛樂裝置與商業裝置上。最早的MIPS架構是32位元，最新的版本已經變成64位元。.

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PowerPC

PowerPC（，有時簡稱PPC）是一種精簡指令集（RISC）架構的中央處理器（CPU），其基本的設計源自IBM的POWER（Performance Optimized With Enhanced RISC；《IBM Connect電子報》2007年8月號譯為「增強RISC性能優化」）架構。POWER是1991年，Apple、IBM、Motorola組成的AIM联盟所發展出的微處理器架構。PowerPC是整个AIM联盟平台的一部分，并且是到目前为止唯一的一部分。但蘋果電腦自2005年起，將旗下電腦產品轉用Intel CPU。 PowerPC的历史可以追溯到早在1990年随RISC System/6000一起被介绍的IBM POWER架構。该设计是从早期的RISC架构（比如IBM 801）与MIPS架构的处理器得到灵感的。 1990年代，IBM、Apple和Motorola开发PowerPC晶片成功，并制造出基于PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。第一代PowerPC采用0.6微米製程，電晶體达到单芯片300万个。 1998年，铜芯片问世，开创了一个新的历史纪元。 2000年，IBM开始大批推出采用铜芯片的产品，如RS/6000的X80系列产品。铜製程取代了已经沿用了30年的铝製程，使矽芯片多CPU的生产工艺达到了0.2微米的水平，单芯片整合了2亿个電晶体，大大提高了运算性能；而1.8V的低电压操作（原为2.5V）大大降低了芯片的耗能，容易散热，从而大大提高了系统的稳定性。 2005年10月，IBM发布System p5产品线，采用基于POWER5处理器的增强版——POWER5+处理器，提供一系列更优化功能。产品一经推出，就打破15项计算领域的世界纪录。新的POWER5+处理器被称为“片上服务器”（server on a chip），它包括2个处理器，一个高带宽系统交换器，一个更大高速缓存和I/O界面。最新的POWER5+有1.5和1.9GHz两个主频选择，最大72MB板上高速缓存，支持逻辑分区技术，可使System p5为用户提供更强大性能，而占用面积更小。.

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浮点数

在計算機科學中，浮點（floating point，縮寫為FP）是一種對於實數的近似值數值表現法，由一个有效數字（即尾数）加上冪數來表示，通常是乘以某个基数的整数次指數得到。以這種表示法表示的數值，稱為浮点數（floating-point number）。利用浮點進行運算，稱為浮点计算，這種运算通常伴随着因为无法精确表示而进行的近似或舍入。 計算機使用浮點數運算的主因，在於電腦使用二進位制的運算。例如：4÷2.

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