一、CPU的内部结构与工作原理
CPU是Central Processing Unit—中央处理器的缩写，它由运算器和控制器组成，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。
CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。
二、CPU的相关技术参数
1.主频
主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。很多人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。
当然，主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系，而且CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。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。因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。
2.外频
外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。
3.前端总线(FSB)频率
前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽=(总线频率×数据带宽)/8。
外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震
荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是
100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。
4.倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU 的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。
5.缓存
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。L1Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB.
L2Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，现在家庭用CPU容量最大的是512KB，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB。
6.CPU扩展指令集
CPU扩展指令集指的是CPU增加的多媒体或者是3D处理指令，这些扩展指令可以提高CPU处理多媒体和3D图形的能力。著名的有MMX(多媒体扩展指令)、SSE(因特网数据流单指令扩展)和3DNow!指令集。
7.CPU内核和I/O工作电压
从586CPU开始，CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定，一般制作工艺越小，内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~3V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
8.制造工艺
指在硅材料上生产CPU时内部各元器材的连接线宽度，一般用微米表示。微米值越小制作工艺越先进，CPU可以达到的频率越高，集成的晶体管就可以更多。目前Intel的P4和AMD的XP都已经达到了0.13微米的制造工艺，明年将达到0.09微米的制作工艺。
下图是用WCPUID测试CPU得出的关于某款CPU的各种参数。我们可以看到这款CPU的信息：
第一部分为处理器的类型，其中Processor(处理器)为AMD Athlon XP
CPU;Platform(封裝)是Scoket 462插脚;Vendor String(厂商)为AMD;Family、Model、Stepping ID组成系列号，可以用来识别CPU的型号;Name String(名称)为AMD 的Athlon系列CPU。
第二部分为处理器的频率参数。其中Internal Clock即CPU的主频，可以看到这款CPU的主频为2079.54MHz,即2.0G;System Bus即前端总线，这款为332.73，并非标准的前端总线，因此是超了外频的CPU;System Clock即外频，即为166.36MHz，是超了外频的CPU; Multiplier即倍频，这款CPU的倍频为12.5。
第三部分为处理器的缓存情况。L1 I-Cache：L1 I-缓存，这款CPU为64k;L1
D-Cache：L1 D-缓存，同样为64K;L2 Cache：L2 缓存，这款CPU的L2 缓存达到256K;L2 Speed：L2 速度，和CPU的主频一样。
第四部分为处理器所支持的多媒体扩展指令集，可以看到这款CPU所支持的指令集有MMX、MMX+、SSE、3DNOW!、3DNOW!+，但是不支持SSE2指令。
9.指令集
(1)X86指令集
要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，IBM1981 年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium 4(以下简为P4)系列，但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源，所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集，所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU都使用X86指令集，所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。
(2)RISC指令集
RISC指令集是以后高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言，RISC的指令格式统一，种类比较少，寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。而且RISC指令集还兼容原来的X86指令集。
10.字长
电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。当前的CPU都是32位的CPU，但是字长的最佳是CPU发展的一个趋势。AMD未来将推出64 位的CPU-Atlon64。未来必然是64位CPU 的天下。
11.IA-32、IA-64架构
IA是Intel Architecture(英特尔体系结构)的英语缩写，IA-32或IA-64是指符合英特尔结构字长为32或64位的CPU，其他公司所生产的与Intel产品相兼容的CPU也包括在这一范畴。当前市场上所有的X86系列CPU仍属IA-32架构。AMD即将推出Athlon64是IA-64架构的CPU。
12.流水线与超流水线
流水线(pipeline)是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。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CPU的运算速度。
超流水线(superpiplined)是指某型CPU内部的流水线超过通常的5—6步以上，例如Pentium pro的流水线就长达14步。将流水线设计的步(级)越长，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象，Intel的奔腾4就出现了这种情况，虽然它的主频可以高达1.4G以上，但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。
13.封装形式
CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施，一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装，而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈，目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。
《计算机组成与结构》 课程设计报告 题目：CPU控制器设计 院（系）：信息科学与工程 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：顾兵 20 15 年 06 月 15 日至20 15 年 06 月 26 日 华中科技大学武昌分校制
计算机组成与结构课程设计任务书
目录 目录 (i) 1需求与总体设计 (1) 1.1设计任务及功能要求 (1) 1.1.1设计任务 (1) 1.1.2功能要求 (1) 1.2总体设计 (1) 1.2.1总体设计原理 (1) 1.2.2总体设计说明 (1) 1.3总体框图 (2) 2详细设计与实现 (3) 2.1方案设计与实现 (3) 2.1.1输入与输出逻辑图 (3) 2.1.2指令与控制信号真值表 (3) 2.1.3控制器设计思路流程图 (4) 2.2指令分析及逻辑电路图 (4) 2.2.1 R-type型指令 (4) 2.2.2 Ori指令 (5) 2.2.3 lw指令 (6) 2.2.4 sw指令 (7) 2.2.5 branch指令 (7)
2.2.6 Jump指令 (8) 2.2.7逻辑电路图 (9) 2.3 VHDL代码分析及实现 (10) 2.3.1代码分析 (10) 2.3.2代码实现 (11) 3电路仿真调试 (14) 3.1代码仿真 (14) 3.2功能仿真及调试 (14) 总结 (17) 参考文献 (18)
1需求与总体设计 1.1设计任务及功能要求 1.1.1设计任务 通过对CPU的工作原理和逻辑功能的理解，运用VHDL硬件描述语言实现能支持基本指令的单时钟控制器设计，采用QUARTUS II软件设计仿真和调试完成。 1.1.2功能要求 1.运用VHDL实现能支持基本指令的单时钟控制器设计与调试。 1>实现能够执行R类型、ori、addiu、lw、sw、beg以及jump指令的单时钟控制器使其能够支持基本的指令。 2>实现cpu的控制。 2.采用QUARTUS II软件设计仿真和调试完成。 1.2总体设计 1.2.1总体设计原理 CPU每次从存储器读取一条指令后，PC指针指向正在取值的指令并存放到指令寄存器IR中，IR将指令送到控制器，控制器对指令进行译码，判断指令类型，从而生成相应指令对应的的数据通路控制信号，指挥整个CPU的运转。 控制单元主要包含一个指令译码器，输入的是指令操作码op（R-型指令还包括功能码func），输出的是控制信号。所以，控制单元的设计过程如下。 1>根据每条指令的功能，分析控制信号的取值，并在表中列出。 2>根据列出的指令和控制信号的关系，写出每个控制信号的逻辑表达式。 1.2.2总体设计说明 1）指令格式如下：
这个要修改的文件在framework-res.apk里 1.反编译不多说 2.打开xml/power_profile.xml文件 3.我们可以看到一般我们都是这个样子的：
1，三菱Q系列PLC CPU与Q173可组成多CPU系统，Q173是三菱公司开发的控制多轴伺服电机的专用CPU。该CPU只用使用三菱网络型的伺服电机，网络模式：SSCNETⅠ；SSCNET Ⅱ；SSCNETⅢ 2，Q173 CPU，Q172 CPU又被称为MOTION CPU；Q173CPU最多可控制32轴的伺服;Q172CPU 最多可控制8轴；（以下都称MOTION CPU） 3，Motion CPU是单独的控制单元；可独立构成系统；与PLC CPU组成多CPU系统时,可设置一个互相刷新的数据区域。MOTION CPU的控制方式分为实模式和虚模式，以下方法是适合实模式。关于虚模式以后文档再行讲述 4，构建多CPU系统，需要GX-Devoeloper与MT-Devoeloper区同设置；下面介绍GX－Devolper 端的介绍，GX-Devoeloper的软件版本必需要为8.52以上 5，在刷新设置里面可以具体的去配置，数据刷新的点数和数据区域；如下图：是PLC CPU 的刷新区；
6， 7，这些数据区域对应的Motion CPU里的地址名称 M10000-M10799共800个BIT;对应MOTION CPU#1的M3200-M3999; M14000-M14799对应MOTION CPU#2的M3200－M3999 R1900-R1999共100WORD对应MOTION CPU#1 D640-D739;R13900-R13999对应MOTION CPU#2的D640-D739 R0-R1599共1600个WORD对应MOTION CPU#1的D2000-D3599;R12000-R13599对应MOTION CPU#2的D2000-D3599 M12000-M12799共800bit 对应MOTION CPU#1的M6000-M6799;M16000-M16799对应MOTION CPU#2的M6000-M6799 下图是MOTION CPU#2端设置截图：
摘要：针对重要系统可靠性要求，特设计了一种双CPU控制系统。在该系统中，两个CPU彼此独立运行，可以自动或手动实现双机的主辅切换，只有主CPU能正常读写外部RAM数据和控制输出。 关键词双CPU 切换监控控制 单片微机具有小巧灵活、易扩展成为功能强大的控制系统。目前，一些监控终端以及许多独立的控制系统（如：发电机的微机励磁装置）多以单片微机为核心构成。但由于诸如工作环境恶劣、电磁干扰等原因，即使使用按工业测控环境要求设计的单片微机也难以保证控制系统能长期可靠的运行，从而导致控制系统瘫痪。这样，如何提高控制系统的可靠性，保证测控系统能正确稳定的运行就尤为重要。显然，采用双CPU冗余设计是非常有效的一种解决办法。由于单片微机的功能强大，价格低廉，为设计双机冗余系统提供了很好的条件。为此，我们设计了一种由两片单片微机组成的双机容错系统，以比较简单和与传统的多CPU系统完全不同思路的设计方法实现了双机的互为备 用及相互切换。在该双机冗余系统设计中，其关键问题是双机系统的重构策略和双机系统的仲裁逻辑切换。 1 传统的多CPU系统设计方法 传统的多CPU系统的常用设计方法有三种：
①利用双口RAM实现CPU之间的通信。双口RAM是一种高速的并行传输芯片，具有两套I/O口和竞争裁决电路，可以同时联接两个CPU，这样通过双口RAM可以实现多CPU之间通信。 ②利用共享存的方法实现CPU之间的通信。这种方法与上一种方法类似，所不同的是，上一种方法是利用双口RAM的竞争裁决电路实现对RAM的访问，而这种方法是利用不同的时序实现存共享的。③利用总线方法实现CPU之间的通信。通过接口芯片或CPU本身具备的SPI、I2C以及SMBus等接口实现CPU之间的通信。 2 该双CPU系统的结构和工作原理 该双CPU控制系统与传统的多CPU系统的设计方法完全不同，它由两片Atmel公司生产的AT89C51 CPU构成，双机互为备用，彼此独立并行运行，硬逻辑切换。其双CPU控制系统原理框图如图1所示。 这是一种非表决式的双机冗余系统，一个CPU 作为另一CPU的热备份，双机在任务上同步运行。所有输入信号通过输入接口同时送给两个CPU，但CPU 运算、处理后的输出量受到仲裁切换电路的控制，只有主CPU允许读写外部数据存贮器及输出至外部设备，当主CPU发生故障时，系统的自我检测切换逻辑将发出信号，自动切断其输出通道，并通过CPU的工作指示系统报警。此时，系统或自动或人工切换到另一个备用的CPU，并同时打开其输出通道，备用机变为主机运行状态，控制系统这时降级为单机运行。人们可以将原主机拔离系统以
CPU性能排名1-210名 17516 2 Intel Xeon E5-2690 v2 @ 3.00GHz 17304 3 Intel Xeon E5-2695 v2 @ 2.40GHz 17231 4 Intel Core i7-5960X @ 3.00GHz 16892 5 Intel Xeon E5-2687W v2 @ 3.40GHz 16658 6 Intel Xeon E5-266 7 v2 @ 3.30GHz 16403 16305 8 Intel Xeon E5-2670 v2 @ 2.50GHz 14638 14529 10 Intel Xeon E5-2690 @ 2.90GHz 14319 11 Intel Core i7-4960X @ 3.60GHz 14033 12 Intel Xeon E5-2689 @ 2.60GHz 13897 13 Intel Xeon E5-2660 v2 @ 2.20GHz 13828 14 Intel Xeon E5-2658 v2 @ 2.40GHz 13678 15 Intel Xeon E5-1660 v2 @ 3.70GHz 13450 16 Intel Xeon E5-2680 @ 2.70GHz 13230 13186 18 Intel Xeon E5-2650 v2 @ 2.60GHz 13036 12867 20 Intel Core i7-3970X @ 3.50GHz 12809 21 Intel Core i7-3960X @ 3.30GHz 12750 22 Intel Xeon E5-1660 @ 3.30GHz 12568 23 Intel Xeon E5-1650 v2 @ 3.50GHz 12464 24 Intel Xeon E5-2665 @ 2.40GHz 12348 25 Intel Core i7-3930K @ 3.20GHz 12134 26 Intel Xeon E5-2660 @ 2.20GHz 11961 11960 28 Intel Xeon E5-2643 v2 @ 3.50GHz 11735 11725 30 Intel Xeon E5-1650 @ 3.20GHz 11622
cpu控制器如何工作 cpu控制器工作介绍一： cpu的控制器控制cpu工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。以上如果太少~可以加上后面的但工作节奏由震荡信号控制。 运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 cpu控制器工作介绍二： cpu的原始工作模式 在了解cpu工作原理之前，我们先简单谈谈cpu是如何生产出来的。cpu是在特别纯净的硅材料上制造的。一个cpu芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上，用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此，从这个意义上说，cpu正是由晶体管组合而成的。简单而言，晶体管就是微型电子开关，它们是构建cpu的基石，你可以把一个晶体管当作一个电灯开关，它们有个操作位，分别代表两种状态:on(开)和off(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开，而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应!这样，计算机就具备了处理信息的能力。 但你不要以为，只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管
的原理很简单，其实它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前，计算机依靠速度缓慢、低效率的真空电子管和机械开关来处理信息。后来，科研人员把两个晶体管放置到一个硅晶体中，这样便创作出第一个集成电路，再后来才有了微处理器。 看到这里，你一定想知道，晶体管是如何利用“0”和“1”这两种电子信号来执行指令和处理数据的呢?其实，所有电子设备都有自己的电路和开关，电子在电路中流动或断开，完全由开关来控制，如果你将开关设置为off，电子将停止流动，如果你再将其设置为on，电子又会继续流动。晶体管的这种on与off的切换只由电子信号控制，我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样，晶体管的on状态用“1”来表示，而off状态则用“0”来表示，就可以组成最简单的二进制数。众多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊次序和模式能代表不同的情况，将其定义为字母、数字、颜色和图形。举个例子，十进位中的1在二进位模式时也是“1”，2在二进位模式时是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此类推，这就组成了计算机工作采用的二进制语言和数据。成组的晶体管联合起来可以存储数值，也可以进行逻辑运算和数字运算。加上石英时钟的控制，晶体管组就像一部复杂的机器那样同步地执行它们的功能。 cpu控制器工作介绍三： 控制器用于控制着整个cpu的工作。 1、指令控制器 指令控制器是控制器中相当重要的部分，它要完成取指令、
CPU性能指标排名 高端CPU - 更新至2018年1月19日 Processor CPU Mark Price (USD) Intel Core i9-7980XE @ 2.60GHz278191982.15 Intel Xeon Gold 6154 @ 3.00GHz27789$3,543.00* Intel Xeon W-2195 @ 2.30GHz26470$2,553.00* Intel Core i9-7960X @ 2.80GHz264471634.99 Intel Xeon E5-2679 v4 @ 2.50GHz25236$2,702.00* Intel Core i9-7940X @ 3.10GHz251001386.6 Intel Core i9-7920X @ 2.90GHz234791110.99 Intel Xeon E5-2699 v4 @ 2.20GHz233623010 Intel Core i9-7900X @ 3.30GHz22570959.99 Intel Xeon E5-2696 v3 @ 2.30GHz22542$2,498.00* Intel Xeon E5-2699 v3 @ 2.30GHz22358$3,805.02* AMD Ryzen Threadripper 1950X22031899 Intel Xeon E5-2698 v4 @ 2.20GHz21789$3,226.00* Intel Xeon E5-2697 v4 @ 2.30GHz217292805 Intel Xeon E5-2673 v4 @ 2.30GHz21625NA Intel Xeon W-2150B @ 3.00GHz21581NA Intel Xeon E5-2696 v4 @ 2.20GHz215193005.95 Intel Xeon E5-2697 v3 @ 2.60GHz21502$2,661.90* Intel Xeon E5-2690 v4 @ 2.60GHz21323$2,133.99* Intel Xeon Gold 6136 @ 3.00GHz21313NA Intel Xeon E5-2698 v3 @ 2.30GHz211493424.02 Intel Xeon E5-2695 v3 @ 2.30GHz20297$2,499.99* Intel Xeon E5-2695 v4 @ 2.10GHz20258$2,682.50* Intel Core i7-6950X @ 3.00GHz199931574.96 Intel Xeon E5-2687W v4 @ 3.00GHz19979$2,211.95* Intel Xeon E5-2680 v4 @ 2.40GHz19953$1,762.90* Intel Xeon Gold 6144 @ 3.50GHz19833$2,925.00* Intel Xeon E5-2689 v4 @ 3.10GHz19521NA Intel Xeon E5-2686 v3 @ 2.00GHz19255NA Intel Xeon E5-2690 v3 @ 2.60GHz192402359.99 AMD EPYC 7551190033699.99 Intel Xeon W-2145 @ 3.70GHz18968$1,113.00* Intel Xeon E5-2680 v3 @ 2.50GHz187151909.95 Intel Core i7-7820X @ 3.60GHz18656569 Intel Xeon Gold 6130 @ 2.10GHz18587$1,969.99* Intel Core i7-7900X @ 3.30GHz18539NA AMD Ryzen Threadripper 1920X18475674.99 AMD EPYC 7401P18465NA Intel Xeon E5-1681 v3 @ 2.90GHz18238NA Intel Xeon Gold 6134 @ 3.20GHz18083$2,348.26* Intel Xeon E5-4660 v3 @ 2.10GHz18007$4,800.00* AMD EPYC 7351P17991799.99 Intel Xeon E5-2687W v3 @ 3.10GHz178432509.95 Intel Xeon E5-2676 v3 @ 2.40GHz17795NA Intel Xeon E5-2660 v4 @ 2.00GHz17786$1,498.77* Intel Core i7-6900K @ 3.20GHz176971020.89 Intel Xeon E5-2683 v3 @ 2.00GHz17407$1,984.99* Intel Xeon E5-2697 v2 @ 2.70GHz174052235.02 Intel Xeon E5-2673 v3 @ 2.40GHz16982$700.00* Intel Xeon E5-1680 v4 @ 3.40GHz16979NA Intel Xeon E5-2678 v3 @ 2.50GHz16905NA Intel Xeon E5-1680 v2 @ 3.00GHz16769NA Intel Xeon E5-2696 v2 @ 2.50GHz16681NA Intel Xeon E5-1680 v3 @ 3.20GHz16673NA
排名型号二级+三级缓存前端总线(MHz) 功率(瓦) 主频(MHz) 核心/线程工艺(纳米) 64位 1 Intel Core i7-3920XM 1MB + 8MB 55 2900-3800 4/8 22 2 Intel Core i7-3820QM 1MB + 8MB 45 2700-3700 4/8 22 3 Intel Core i7 3720QM 1MB + 6MB 45 2600-3600 4/8 22 4 Intel Core i7 2960XM 1MB+8MB 5 5 2700-3700 4/8 32 5 Intel Core i7 2860QM 1MB+8MB 45 2500-3600 4/8 32 6 Intel Core i 7 3615QM 1MB + 6MB 45 2300-3300 4/ 8 22 7 Intel Core i7 3610QM 1MB + 6MB 45 2300-3300 4/8 22 8 Intel Core i7 2920XM 1MB+8MB 55 2500-3500 4/8 32 9 Intel Core i7 2760QM 1MB+6MB 45 2400-3500 4/8 32 10 Intel Core i7 2820QM 1MB+8MB 45 2300-3400 4/8 32 11 Intel Core i7 3612QM 1MB + 6MB 35 2100-3100 4/8 22 12 Intel Core i7 2720QM 1MB+6MB 45 2200-3300 4/8 32 13 Intel Core i7 2675QM 1MB+6MB 45 2200-3100 4/8 32 14 Intel Core i7 2670QM 1MB+6MB 45 2200-3100 4/8 32 15 Intel Core i7-2635QM 1MB+6MB 45 2000-2900 4/8 32 16 Intel Core i7 2630QM 1MB+6MB 45 2000-2900 4/8 32 17 Intel Core i7 940XM 1MB+8MB 2500 55 2130-3333 4/8 45 18 Intel Core i7 920XM 1MB+8MB 2500 55 2000-3200 4/8 45 19 Intel Core i7-3520M 512KB + 4MB 35 2900-3600 2/4 22 排名型号二级+三级缓存前端总线(MHz) 功率(瓦) 主频(MHz) 核心/线程工艺(纳米) 64位 1 / 26
PLC的双CPU冗余控制实现 >摘要：本文介绍了在熔盐炉自动系统中，采用Allen-Bradley ControlLogix双CPU的PLC控制器，以软件方式实现CPU冗余控制。这是一种花钱少、效果好的提高系统可靠性的有效手段。 关键词：CPU冗余，ControlLogix，编程 PLC是现代工业的三大支柱之一，是可靠性高、应用非常广泛的工业控制产品。在中大型模块化的PLC产品中，CPU 模块（中央处理器）是PLC的中心。一些重大的工业生产线往往要求连续运行不能停顿，而可靠性再高的PLC也不能保证故障为零，因此，双CPU的冗余控制是一种满足连续生产要求、提高系统可用性的有效手段。下面以熔盐炉自控系统为实例详述双CPU冗余控制的实现方法。 一、熔盐炉自动系统综述 熔盐炉自控系统是一水硬铝管道化溶出生产线上的重要环节，控制熔盐的加热和循环，用熔盐的热量去循环加热铝矿石浆。铝矿石浆的加热至关重要，影响最终产品—氧化铝的质量和产量，因此，熔盐的温度控制和循环控制非常重要。 由于熔盐炉系统在管道化工程中的重要性，同时考虑到熔盐是一种活跃的化学品，在不同的温度下有不同的形态，低温下凝固，高温下不稳定会发生化学反应，从而腐蚀管壁甚至于爆炸，所以安全、可靠、操作简便和自动化管理是系统设计的关键，因此考虑用一套双CPU冗余的PLC、两套工控机、高质量的传感器、变送器和执行机构来控制两台1200万大卡的熔盐炉、一台盐泵、一组盐阀、一个熔盐槽和其他相关设备，实现熔盐的加热和循环过程自动化、计算机操作、监控和管理的自动化控制。该系统如图1所示。 控制器PLC、工控机(包括显示器)、通讯网络和电源及关键测试点等系统中的重要部件均采用冗余结构，两套工控机和
第六章中央处理器 6.1 CPU的功能及组成 一、教学目标： 1. 了解CPU的功能 2. 掌握CPU的各组成部分的功能 二、教学重点、难点 CPU的功能，CPU的各组成部分的功能 三、教学方法 教师讲解，学生思考、记忆；教与学对应的全链式教学法 四、教具使用 计算机一台、多媒体幻灯片演示 五、教学内容与过程 导入：提问：使计算机运作起来的内部核心是什么？计算机硬件的组成有哪些？ 引导学生思考、回答并相互补充。 教师总结归纳计算机语言及软件的特点，进入教学课题。 讲授新课：（多媒体幻灯片演示和板书） 6.1 CPU的功能及组成 6.1.1 CPU的功能 1.指令控制 教师讲解： 程序的顺序控制，称为指令控制。它控制指令必须严格地按程序设定的顺序进行。若要计算机解决某个问题，程序员就要编制解题程序，而程序是指令的有序集合。 提问：什么是指令控制？ 学生思考、看书、回答； 教师总结： 按照“存储程序控制”的概念，程序被装入主存后，应能按其指令序列有条不紊地执行，方可完成具体的任务。因此，保证机器按顺序执行程序是CPU的首要任务。 2.操作控制 提问：请参照课本思考操作控制的作用？ 学生思考、看书、回答； 教师总结： 一条指令的执行，要涉及到计算机中的若干个部件。控制这些部件协同工作，要靠各种操作信号组合起来工作。因此，CPU产生操作信号传送给被控部件，并能检测其他部件发送来的信号，是协调各个工作部件按指令要求完成规定任务的基础。 3．时间控制 教师讲解： 对各种操作实施时间上的定时，称为时间控制。除了时间控制之外，一条指令的整个执行过
程也受到时间的严格定时。只有这样，才能保证各功能部件组合构成有机的计算机系统。4．数据加工 教师讲解： 要完成具体的任务，就不可避免地涉及到数值数据的算术运算、逻辑变量的逻辑运算以及其他非数值数据(如字符、字符串)的处理，对数据进行这些运算和处理，称为数据加工。完成数据的加工处理是CPU的根本任务。 6.1.2 CPU的组成 提问：什么是协调和指挥整个计算机系统工作的“决策机构”？ 学生思考、看书、回答； 教师总结： 传统的CPU由运算器和控制器两大部分组成。但是随着高密度集成电路技术的发展，一些CPU外部的逻辑功能部件纷纷移入CPU内部。这样，CPU就由运算器、cache、控制器三大部分组成。其中运算器和cache我们已经讲过，所以本章讲解的重点为控制器。 控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器五部分组成。控制器是协调和指挥整个计算机系统工作的“决策机构”。 1．程序计数器(PC) 提问：程序计数器的功能是什么？ 学生思考、看书、回答； 教师总结： 为了保证程序按其指令序列执行下去，CPU必须确定下一条指令的地址。程序计数器的功能就是用来确定下一条指令在主存中的地址。当CPU取得当前要执行的指令后，通过修改程序计数器中的值来确定下一条指令在主存中的存放地址。 程序计数器值的修改分两种情况：一是顺序指令的执行情况，二是分支转移指令的执行情况。 ⑴顺序指令的执行情况当CPU执行顺序指令时，程序计数器值的修改较为简单。若当前取得的指令是单字节指令，即将程序计数器的值加1；若当前取得的指令是双字节指令，即将程序计数器的值加2，…；如果当前取得的指令是n字节，则将程序计数器的值加n。 ⑵分支转移指令的执行情况在执行分支转移指令时，由分支转移指令的寻址方式确定下一条指令在主存中的地址。若分支转移指令的寻址方式是相对寻址，那么，程序计数器的值修改为当前地址加上相对偏移量；若分支转移指令的寻址方式是绝对寻址，即将转移指令中绝对转移地址送给程序计数器；当间接寻址方式的分支转移指令时，程序计数器的值从寄存器或主存中间接得到。 2．缓冲寄存器(DR) 教师讲解： 缓冲寄存器用来暂时存放CPU从主存读来的一条指令字或一个数据字。当CPU要将数据传送给主存时，亦先将数据保存到缓冲寄存器中。 注意： 缓冲寄存器的作用是：
如何设置BIOS来控制CPU风扇智能调节功能 现在市面上的CPU风扇(原包)或者自己另外购买的CPU风扇都具有智能调节功能，达到既不会转速长时间过高浪费不必要的电力以及产生噪音问题，又能在电脑应用过高产热量大的情况时提高转速保护CPU温度维持在一个合理的范围里。那么cpu风扇转速调节该怎么调，经过本人的查找，终于找到了好办法，与大家分享。 cpu风扇转速调节步骤1：要启用智能CPU风扇控制功能，必须先将主板BIOS中的“CPU FAN Control by”设置为SMART。反之将其设置为：“Disabled”就是全速运行了 cpu风扇转速调节步骤2：无论使用哪种型号的CPU，建议将CPU Fan Start温度设定在24～35℃。如果将CPU散热风扇起始温度设得太高(如50℃以上)，而Start PWM Value又设得过低(如800rpm左右的PWM值)，就会使CPU产生的热量无法及时排出，从而造成过热死机的后果; cpu风扇转速调节步骤3：CPU Fan Off(℃)设置项在系统进入S1待机状态后非常有用，因为系统进入S1待机状态后CPU的负荷会降到最低，此时CPU温度也会随之降低(通常只有20℃ 左右)，只靠散热片即可有效地将CPU产生的热量排出，不需要散热风扇。所以建议大家将这一项的值设置在16～20℃之间即可。
cpu风扇转速调节步骤4：对于CPU Fan Full Speed(℃)选项的值，建议将其设置在60～64℃范围内(不能再高)，因为大多数的CPU最高正常工作温度值在75℃左右，如果CPU在超过或非常接近这个极限值的状况下长期工作，就会造成CPU不可恢复性的损坏。 cpu风扇转速调节步骤5：在调整Start PWM Value时，要多做几次尝试，因为不同CPU风扇的转速与PWM值的比值各不相同。但建议将CPU风扇的起始转速调整到1100rpm以上(一些品牌的主板在CPU风扇转速低于2000rpm时会发出零转速报警或自动关机，这时我们可以将CPU风扇转速报警功能关闭)，其PWM 值的大致范围是15～35 之间。 cpu风扇转速调节步骤6：Slope PWM的步进大小通常应设置在16 PWM Value/℃以下，否则CPU温度刚升高几摄氏度，你的CPU风扇就“声如洪钟”了。 以上是BIOS来控制CPU风扇智能调节功能具体步骤，另外，本人所介绍的是最新系列的CPU风扇，老款并不适用。
教你玩转CPU----随心所欲控制CPU占用率曲线走向 我想大家都知道电脑的任务管理器里面有个CPU占用率曲线吧，他根据系统使用资源的不同实时显示，那能不能使这个曲线按照自己的思想显示呢，如使他一直保持一个固定的值，如50%，或者正弦曲线，听起来好像很难，但如果是让你用C、C++或java等语言写一个最简短的程序，你会不会觉得更难呢，不错，这曾经是微软亚洲研究院(Microsoft Research Asia，MSRA)的一道面试题，据说这道题就淘汰了当批接受面试的85%的人，他的原题如下： 1、CPU的占用率固定为50%，为一条直线； 2、CPU的占用率为一条直线，但是具体占用率由命令行参数决定（参数范围1~100）； 3、CPU的占用率状态是一个正弦曲线。 看来这并不是不可能完成的任务。然我们仔细回想一下写程序时曾经碰到的问题，如果我们不小心写了一个死循环，CPU占用率就会跳到最高，并且一直保持100%。我们也可以打开任务管理器，实际观测一下它是怎样变动的。凭肉眼观察，它大约是每一秒钟更新一次。一般情况下，CPU的占用率很低。但是当用户运行一个程序时，执行一些复杂的操作时，CPU 的使用率会急剧增加。当用户鼠标晃动时，CPU的使用率也会有小幅度的变化。 那么当任务管理器报告CPU的使用率为0的时候，谁在使用CPU呢？通过任务管理器的“进程（Process）”一栏可以看到，System Idle Process占用了CPU空闲的时间----这时候大家该回忆起在“操作系统原理”这门课上学到的一些知识了吧。系统中有那么多的进程，他们什么时候能“闲下来”呢？答案很简单，这些程序在等待用户的输入，或者在等待某些事件的发生，或者主动进入休眠状态。 在任务管理器的一个刷新周期内，CPU忙（执行应用程序）的时间和刷新周期总时间的比率，就是CPU的占用率，也就是说，任务管理器显示的是每个刷新周期内CPU占用率的统计平均值。因此，我们写了一个程序，让他在任务管理器的刷新期内一会儿忙，一会儿闲，然后通过调节忙\闲比例，就可以控制任务管理器中显示的CPU占用率。 要操纵CPU的使用率曲线，就需要使CPU在一段时间内（更具Task Manager的采样率）跑busy和idle两个不同的循环（loop），从而通过不同的时间比例，来调节CPU使用率。 busy loop可以通过执行空循环来实现，idle可以通过Sleep()实现。 问题的关键在于如何控制两个loop时间，我们先实验一下Sleep一段时间，然后循环n 次，估算n的值。 那么对于一个空循环 for(i=0;i 最新手机CPU排名(排行榜) 排名处理器型号系列频率-睿频内核/线程L2 + L3缓存工艺纳米64位 1 Nvidia Tegra K1 Nvidia 2300 4/4 2MB 28 no 2 Qualcomm Snapdragon 805 APQ8084 Qualcomm 2500 4/4 2MB 28 no 3 Qualcomm Snapdragon 800 MSM8974AB Qualcomm 2300 4/ 4 2MB 28 no 4 Qualcomm Snapdragon 800 MSM8974 Qualcomm 2300 4/4 2MB 28 no 5 Samsung Exynos 5420 Octa Samsung 1800 8/8 512KB 28 no 6 Nvidia Tegra 4 Nvidia 1800 4/4 28 no 7 Apple A7 Apple 1300 2/2 1MB + 4MB 28 yes 8 Samsung Exynos 5410 Octa Samsung 1600 8/8 512KB 28 no 9 Mediatek MT8135 Mediatek 1700 4/4 28 no 10 Samsung Exynos 5250 Dual Samsung 1700 2/2 1MB 32 no 11 Qualcomm Snapdragon 600 APQ8064T Qualcomm 1700 4/4 2MB 28 no 12 Qualcomm Snapdragon S4 Pro APQ8064A Qualcomm 1500 4/4 2MB 28 no 13 Rockchip RK3188 Rockchip 1800 4/4 28 no 14 Qualcomm Snapdragon 410 MSM8916 Qualcomm 4/4 28 yes 15 Intel Atom Z2760 Atom 1800 2/4 1MB 32 no 16 Apple A6x Apple 1400 2 32 no 17 Intel Atom Z2580 Atom 1300 - 2000 2/4 1MB 32 no 18 Qualcomm Snapdragon S4 Pro MSM8960T Qualcomm 1700 2/2 1MB 28 no 19 Qualcomm Snapdragon 400 8930AB Qualcomm 1700 2/2 1MB 28 no 20 Qualcomm Snapdragon S4 Plus APQ8060A Qualcomm 1500 2/2 1MB 28 no 21 Qualcomm Snapdragon S4 MSM8960 Qualcomm 1500 2/2 1MB 28 no 22 Qualcomm Snapdragon S4 MSM8260A Qualcomm 1500 2/2 1MB 28 no 23 Intel Atom Z2560 Atom 933 - 1600 2/4 1MB 32 no 24 Apple A6 Apple 1000 2 32 no 1Intel Core 2 Quad QX9300四核2.53GHz9639 2Intel Core 2 Quad Q9100四核2.26GHz8785 3Intel Core 2 Quad Q9000四核2.0GHz7699 4Intel Core 2 Duo T96002.80GHz5877 5Intel Core 2 Duo T94002.53GHz5303 6Intel Core 2 Duo T93002.5GHz5276 7Intel Core 2 Duo P86002.40GHz4973 8Intel Core 2 Duo T83002.40GHz4785 9Intel Core 2 Duo P84002.26GHz4682 10Intel Core 2 Duo T74502.13GHz4440 11Intel Core 2 Duo T66002.2GHz4370 12Intel Core 2 Duo T75002.20GHz4312 13Intel Core 2 Duo P65702.1GHz4284 14Intel Core 2 Duo T81002.10GHz4247 15Intel Core 2 Duo T59002.2GHz4147 16Intel Core 2 Duo P73502.0GHz4120 17Intel Core 2 Duo P73702.0GHz4094 18Intel Core 2 Duo T64002.0GHz4071 19Intel Core 2 Duo T58502.16GHz4069 20Intel Core 2 Duo T58002.0GHz3850 21Intel Pentium Dual-core T4200奔腾双核(迅2)2.0GHz3795 22Intel Core 2 Duo T72502.0GHz3761 23Intel Pentium Dual-core T3400奔腾双核(迅2)2.16GHz3717 24AMD Turion×2 TL-662.3GHz3600 25Intel Pentium Dual-core T24102.0GHz3541 26AMD Turion×2 ZM-822.20GHz3536 27Intel Pentium Dual-core T3200奔腾双核(迅2)2.0GHz3534 28Intel Core 2 Duo T55501.83GHz3481 29Intel Core 2 Duo T56701.80GHz3442 30Intel Core 2 Duo T71001.80GHz3407 31Intel Core Duo T24502.0GHz3390 32Intel Core Duo T25002.0GHz3381 33AMD Turion×2 TL-622.1GHz3314 34Intel Pentium Dual-core T23901.86GHz3303 35AMD Turion×2 ZM-802.10GHz3270 36Intel Core 2 Duo L75001.60GHz3158 37Intel Pentium Dual-core T23701.73GHz3141 38AMD Turion×2 RM-702.0GHz3072 39Intel Celeron Dual-Core T1600赛扬双核1.66GHz2979 40Intel Pentium Dual-core T23301.60GHz2910 41Intel Core 2 Duo T52501.50GHz2904 42Intel Core 2 Duo SU94001.40GHz2862 最新CPU性能排名 2015-03-14 2 Intel Xeon E5-2697 v 3 @ 2.60GHz 22556 3 Intel Xeon E5-2695 v3 @ 2.30GHz 21123 4 Intel Xeon E5-2690 v3 @ 2.60GHz 19849 5 Intel Xeon E5-2680 v3 @ 2.50GHz 19486 6 Intel Xeon E5-2670 v3 @ 2.30GHz 17849 7 Intel Xeon E5-2697 v2 @ 2.70GHz 17312 8 Intel Xeon E5-2690 v2 @ 3.00GHz 17304 9 Intel Xeon E5-2695 v2 @ 2.40GHz 17231 10 Intel Xeon E5-2687W v2 @ 3.40GHz 16669 11 Intel Xeon E5-2660 v3 @ 2.60GHz 16472 12 Intel Xeon E5-2667 v2 @ 3.30GHz 16403 13 Intel Xeon E5-2680 v2 @ 2.80GHz 16340 14 Intel Xeon E5-1680 v2 @ 3.00GHz 16224 15 Intel Core i7-5960X @ 3.00GHz 16045 16 Intel Xeon E5-2687W v3 @ 3.10GHz 15848 17 Intel Xeon E5-2650 v3 @ 2.30GHz 15768 18 Intel Xeon E5-2670 v2 @ 2.50GHz 14892 19 Intel Xeon E5-2687W @ 3.10GHz 14538 20 Intel Xeon E5-2640 v3 @ 2.60GHz 14488 21 Intel Xeon E5-2690 @ 2.90GHz 14360 22 Intel Core i7-4960X @ 3.60GHz 14019 23 Intel Xeon E5-2689 @ 2.60GHz 13897 24 Intel Xeon E5-2658 v2 @ 2.40GHz 13875 25 Intel Xeon E5-2660 v2 @ 2.20GHz 13659 26 Intel Core i7-5930K @ 3.50GHz 13605 27 Intel Xeon E5-1660 v2 @ 3.70GHz 13569最新手机CPU排名(排行榜)
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