CPU性能测试实验报告

计算机硬件技术基础课程实验报告实验题目：CPU性能测试实验人班级：学号：姓名：1、实验目的了解CPU参数的含义，以及各个参数对CPU性能的影响2、实验环境①实验硬件环境(计算机的型号、基本配置)宏基4741G华硕K401E联想Y560处理器型号Intel酷睿i3370MInterPentiumT4400Intel酷睿i5460M处理器主频2.4GHz2.2GHz2.53GHz内存容量2G1G4GB硬盘容量320G320G500G显卡芯片NVIDIAGeforceGT320MNVIDIAGeforce310MATIMobilityRadeon操作系统Windows7WiindowsXPWindows7②实验软件坏境（操作系统、测试软件等）CPU-Z，是一款检测CPU使用程度最高的一款软件，它可以提供一些关於处理器的资讯，包含了制造厂及处理器名称，核心构造及封装技术，内部、外部频率，最大超频速度侦测，也可以查出处理器相关可使用的指令集。最新的1.5.5版加入了可侦测处理器的核心电压、L2快取汇流排频宽、WindowsNT/2000环境下的双处理器模式侦测，及记忆体时脉(如CASLatency,RAStoCAS,RASPrecharge)。Everestultimate（原名AIDA32）一款强大测试软硬件系统信息的工具。它可以详细的测试PC每一个方面的信息。支持CPU、FPU基准测试，提供CPUQueen、CPUPhotoWorxx、CPUZLib、CPUAES、FPUJulia、FPUMande、FPUSinJulia基准测试模块，最新版支持三核心AMDPhenom、六核心IntelDunningtonXeon处理器；SuperPicpu性能测试软件原理是计算圆周率小数点的位数SuperPi是一个测试CPU性能的计算软件；它的工作原理是计算圆周率小数点的位数．例如：SuperPi100万位就是CPU计算到圆周率小数点后100万的意思，时间越短表示CPU的计算能力越强！FritzChessBenchmark是一款国际象棋测试软件，是国际象棋软件Fritz自带的电脑棋力测试程序，由于支持多线程，而且它做的是大量科学计算，所有经常被用来测试电脑的科学运算能力。它通过穷举每一步策略来测试处理器的运算能力,而且它还支持多线程运算，是目前个人计算机方面最好的步法计算和预测软件。同时该软件还给出了一个基准参数，就是在P31.0G处理器下，其可以每秒运算48万步。3、实验内容①在网上或其他图书资料中收集整理目前流行的CPU性能的测试方法和用来描述性能的参数的含义。②分别用指定的测试软件对至少3种不同类型的CPU进行测试比较。③结合第三章讲过的有关提高CPU性能的先进技术，对的测试数据进行分析，用测试数据进一步论证这些技术CPU性能的影响。4、相关参数说明CPUQueen——是用于测试CPU的分支预测能力以及预测错误时所造成的性能影响。CPUPhotoWorxx——是一种着重测试CPU整数运算能力的运算测试方式，利用模拟数码影像处理来进行CPU性能的评估。CPUZLib——是另一项针对CPU整数运算性能的测试，此测试利用Zlib压缩函式库来计算CPU在处理压缩档案时的能力。CPUAES——是利用AES加密算法来进行CPU的运算能力的评估。AES是目前最为流行的加密算法，是一种通用性加密标准。它可以用来加密单个的文件，数据库，文档文件，甚至是整个驱动器和移动硬盘、闪盘。AES加密是基于替代置换网络算法，整个加密过程会经历多次循环，处理过程复杂，因此,AES的运算能力也是评价CPU性能的重要指标。Intel从酷睿i3开始在部分型号的CPU中增加了专门的AES扩展指令。FPUJulia——是利用朱利亚碎形几何运算来评估CPU单精度（32bit）浮点运算能力的一项测试。FPUMandel——利用了“Mandelbrot”碎形几何运算，用以评估CPU的倍精度（64bit）运算能力。FPUSinJulia——是利用修改过的朱利亚碎形运算来评估CPU的延伸精度（80bit）浮点运算能力的一项测试。5、方案设计①测试CPU的基本参数。内容包括：基本信息测试（包括有处理器的名称、厂商、时钟频率、核心电压、CPU所支持的多媒体指令集，CPU的L1、L2的资料）、等。(建议选用测试软件CPU-Z)。②CPU性能测试利用everestultimate测试CPUQueen、CPUPhotoWorxx、CPUZLib、CPUAES、FPUJulia、FPUMande、FPUSinJulia的得分。③实际计算能力测试在前两步测试中我们可以获得被测CPU的具体理论参数，为了了解CPU的实际计算能力，建议采用SuperPi和FritzChessBenchmark两个实际应用软件进一步测试CPU的性能表现。6、测试数据CPU的基本参数CPU型号DualCoreIntelCorei3370MInterPentiumT4400InterCorei5450M核心数目222插槽Socket1156LGASocketP(478)Socket1156LGA工艺32nm45nm32nm核心电压0.975V指令集MMX,SSE(1,2,3,3S,4.1,4.2),EM64T,VT-xMMX,SSE(1,2,3,3S),EM64TMMX,SSE(1,2,3,3S,4.1,4.2),EM64T,VT-x核心速度1197.2Hz1200.0MHz2660.6MHz倍频X9.0X6.0X20.0总线速度133.0MHz200.0MHz133.0MHzQP频率2394.4MHz800.0MHz2394.5MHz一级缓存数据2×32Kbytes(8-way)指令2×32Kbytes(4-way)数据2x32Kbytes(8-way)指令2x32Kbytes(8-way)数据2x32Kbytes（8-way）指令2x32Kbytes(4-way)二级缓存2x256Kbytes(8-way)1024Kbytes(4-way)2x256Kbytes(8-way)三级缓存3Mbytes(12-way)3Mbytes(12-way)核心数222线程数424….CPU性能测试值CPU型号DualCoreInterCorei3370MInterPentiumT4400InterCorei5450MCPUQueen15138917116944CPUPhotoWorxx10702534012518CPUZLib40139KB/秒27357KB/秒44691/KB秒CPUAES9509801510567FPUJulia517128845512FPUMande286120153028FPUSinJulia222610682482SuperPi1M位18.950S20.693S17.890SFritzChessBenchmark4259千步/秒2607千步/秒4765千步/秒7、结果分析通过对比三种CPU性能测试值的不同，结合其CPU性能测试值的差异，从多个角度（主频、核心、CACHE等等）分析影响CPU性能的因素。写出分析结果。实验结果分析：通过实验可以得到简单的结论，CPU的主频直接影响到了CPU的性能，主屏越高，性能越好，运算速度越快，通过SuperPi1M位、FritzChessBenchmark两个实验就可以看出；不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。内存总线速度或者叫系统总路线速度，一般等同于CPU的外频。其次，L1高速缓存和L2高速缓存也影响到了CPU的工作性能。L1高速缓存，也就是我们经常说的一级高速缓存。在CPU里面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大。L2高速缓存，指CPU外部的高速缓存。PentiumPro处理器的L2和CPU运行在相同频率下的，但成本昂贵，所以PentiumII运行在相当于CPU频率一半下的，容量为512K。接着，内存总线的速度（CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的工作频率）对整个系统性能来说很重要。除此之外，CPU的工作电压、协处理器或者叫数学协处理器以及制造工艺都影响着CPU的性能。通过实验，加深了对CPU性能的了解，更好的掌握了所学知识，同时还学会运用合适的软件去测试CPU的性能指标，受益匪浅。