CPU的主要技术指标和特点

一、字长

CPU的字长通常是指其数据总线宽度，单位是二进制的位(bit)。它是CPU数据处理能力的重要指标，反映了CPU能够处理的数据宽度、精度和速度等，因此常常以字长位数来称呼CPU。比如，486CPU的数据线为32位／字长为32位，称为32位处理器。也有的CPU内部和外部数据线不一样，比如8088
CPU内部数据线为16位，而外部数据线为8位，它的字长为16位，仍是16位处理器，只不过以8位方式传送数据。又比如Pentium
CPU内部数据线为32位，而外部数据线为64位，它的字长仍为32位，是32位处理器，不能称其为64位处理器，它只是以64位方式与内存交换数据。
二、CPU的外部总线
CPU的总线是指CPU芯片与外部连接的总线，由其引脚引出，包括数据线(Data
Bus)、地址线(Address
Bus)和控制线(Control
Bus)三组。数据线传送数据，是双向的(Input／Output)。其宽度通常表示着CPU的字长，即CPU的位数。但出于种种原因，一些CPU的内、外部数据线可能不一样。地址线传送内存单元的地址或I／O口地址，是单向(Output)指向内存或外设的。地址线的宽度，即位数表示着CPU直接寻址物理内存的大小。比如286CPU的地址线为24位，则它可以支持的最大地址为224，即直接寻址内存16MB。又比如486 CPU的地址线为32位，则它可以支持的最大地址为232，即直接寻址内存4GB。控制线传送CPU发出的各种控制命令和外部返回的响应和申请，控制线也是单向的，其中有的是从CPU输出(Output)，有的是输入(Input)到CPU。
三、主频率

CPU的主频是指CPU的工作时钟频率，单位是MHz或GHz(1GHz=1024MHz)，它是CPU速度的重要指标，通常标注在CPU表面的型号中。比如Pentium Ⅱ600和Pentium Ⅲ 800的主频分别为600MHz和800MHz，它们的结构相似，二者相比，Pentium Ⅲ 800要比Pentium Ⅲ 600的速度快。从486DX2、DX4诞生以来，为了将高主频的CPU与较低时钟频率的主板相匹配，CPU主频采用了较低的输入时钟频率和在内部倍频到主时钟频率的方法。 CPU输入时钟称为外频，常取为主板系统总线的频率，如33、50、66、75、83、100和133MHz等，CPU内部倍频常取为X3、X3．5、X4、X4．5、X5、X5．5、X6、X6．5、X7、X7．5和X8等。如果这个主板可以通过跳线开关对CPU外频和倍率做这样的选择，则表明这个主板可以支持的最高CPU主频为1GHz (=133MHzx8)。
外频对于CPU的性能来说非常重要，在主频相同或相近的情况下，往往高外频的CPU会有更优秀的性能表现。加之现在的CPU几乎都采取了锁住倍频的措施，所以对于超频爱好者来说，提高CPU的外频不仅是提升性能的主要方法，而且几乎是唯一的选择。
主频、外频、 倍率、前端总线他们的关系如下图所示：

主频、外频、 倍率、前端总线他们之间的关系

四、运算速度
CPU的运算速度是指其每秒钟能够处理的指令数，单位为MIPS(兆指令／秒)。这个指标是CPU速度的本质指标，它不仅取决于主频，更主要地取决于CPU处理指令的逻辑结构。以前CPU处理一条指令需要几个时钟周期，目前的CPU采用了超标量结构等技术，一个时钟周期就可以处理几条指令。举例来说，Intel 80286—12MHz CPU的运算速度为2.66MIPS，80386 DX 33MHz CPU的运算速度为11.4MIPS，80486DX 33MHz CPU的运算速度为27MIPS，80486DX2 66MHz CPU的运算速度为54MIPS，Pentium 66 MHz CPU的运算速度为112MIPS。可以看出两点：第一，CPU的改进使得运算速度成倍地提高了；第二，即使在同样主频下，不同档次的CPU，其运算速度也有成倍的差别。
五、内部FPU

以前的286或386系统，在用于数学和图形处理时，为了加快复杂运算速度和减少CPU的负担，可以在主板上另行安装一个叫做80287或80387的数学浮点协处理器。在486以上的CPU，则把这个协处理器集成到CPU芯片内部，叫做内部浮点处理器(Floating Point Unit，FPU)，因而大大提高了CPU的运算速度。
六、内部Cache

以前的系统，为了解决主机中低速内存与高速CPU的不匹配，加快CPU对内存的访问速度，采用了在CPU和内存间插入高速缓冲存储器(Cache)的方法。通常主板的Cache存储器为9片IC，安装在主板上，对CPU而言称为外部Cache(External Cache)，容量为64KB、128KB或256KB等。从486 CPU开始，处理器内部包含了Cache，486是8KB，Pentium是16KB。加上主板上的Cache，便构成二级Cache结构，CPU内的称为L1 Cache，CPU外主板上的称为L2 Cache。从PentiumⅡ开始，CPU除了包含核心芯片内的32KB的L1 Cache，还包括CPU板上分立的512KB的L2Cache。再加上主板上512KB的L2Cache，便构成三级Cache结构。目前Pentium Ⅲ等CPU的核心芯片内就包含了二级Cache。由于CPU内部采用了高速宽带总线，因此，一般来说，CPU芯片内的L1和L2Cache要比CPU芯片外的L2 Cache快得多，效率也高得多，前者能同步运行在CPU的主频上，称为全速Cache。
七、指令系统

CPU是靠执行指令来计算和控制系统的。每种CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统，包括几十或几百条指令。指令系统功能的强弱是CPU的重要指标。
Intel的MMX(Multi Media Extended)、AMD的3DNow!和Intel的SSE(Streaming-Single Instruction multiple data-Extensions)等都是新增的特殊指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图像和Intemet等处理能力。
八、CPU电源的双电压

早期的CPU仅以5或3．3V供电，称为单电压CPU。而现在的CPU一般都采用双电压供电，CPU核心用低电压，它的I／O电路则用较高的电压，既保证了电路的驱动能力和可靠性，又减少了功耗。CPU的核心电压(Vcore)从2．9到1．8V，甚至到0．8V。CPU的I／O电压(Vio)从3．3到3．6V。
九、超频
超频是指把主板的CPU工作时钟调整为略高于CPU的规定值，企图使之超高速工作。例如把Celeron 466的主时钟定为533MHz。通常不提倡对CPU进行超频来提高系统性能，这会造成CPU过热、减少寿命、系统运行混乱甚至烧毁CPU。但也有一些CPU，比如赛扬366等，允许进行较大幅度 (20％)的超频使用，以满足电脑发烧族的愿望。