|
英特爾CPU核心
Tualatin
這也就是大名鼎鼎的“圖拉丁”核心,是Intel在Socket 370架構上的最后一種CPU核心,采用0.13um制造工藝,封裝方式采用FC-PGA2和PPGA,核心電壓也降低到了1.5V左右,主頻范圍從1GHz到1.4GHz,外頻分別為100MHz(賽揚)和133MHz(Pentium III),二級緩存分別為512KB(Pentium III-S)和256KB(Pentium III和賽揚),這是最強的Socket 370核心,其性能甚至超過(guò)了早期低頻的Pentium 4系列CPU。
Willamette
這是早期的Pentium 4和P4賽揚采用的核心,最初采用Socket 423接口,后來(lái)改用Socket 478接口(賽揚只有1.7GHz和1.8GHz兩種,都是Socket 478接口),采用0.18um制造工藝,前端總線(xiàn)頻率為400MHz, 主頻范圍從1.3GHz到2.0GHz(Socket 423)和1.6GHz到2.0GHz(Socket 478),二級緩存分別為256KB(Pentium 4)和128KB(賽揚),注意,另外還有些型號的Socket 423接口的Pentium 4居然沒(méi)有二級緩存!核心電壓1.75V左右,封裝方式采用Socket 423的PPGA INT2,PPGA INT3,OOI 423-pin,PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及賽揚采用的PPGA等等。Willamette核心制造工藝落后,發(fā)熱量大,性能低下,已經(jīng)被淘汰掉,而被Northwood核心所取代。
Northwood
這是目前主流的Pentium 4和賽揚所采用的核心,其與Willamette核心最大的改進(jìn)是采用了0.13um制造工藝,并都采用Socket 478接口,核心電壓1.5V左右,二級緩存分別為128KB(賽揚)和512KB(Pentium 4),前端總線(xiàn)頻率分別為400/533/800MHz(賽揚都只有400MHz),主頻范圍分別為2.0GHz到2.8GHz(賽揚),1.6GHz到2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4),2.26GHz到3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)和2.4GHz到3.4GHz(800MHz FSB Pentium 4),并且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超線(xiàn)程技術(shù)(Hyper-Threading Technology),封裝方式采用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規劃,Northwood核心會(huì )很快被Prescott核心所取代。
Prescott
這是Intel最新的CPU核心,目前Pentium 4 XXX(如Pentium 4 530)和Celeron D采用該核心,還有少量主頻在2.8GHz以上的CPU采用該核心。其與Northwood最大的區別是采用了0.09um制造工藝和更多的流水線(xiàn)結構,初期采用Socket 478接口,目前生產(chǎn)的全部轉到LGA 775接口,核心電壓1.25-1.525V,前端總線(xiàn)頻率為533MHz(不支持超線(xiàn)程技術(shù))和800MHz(支持超線(xiàn)程技術(shù)),最高有1066MHz的Pentium 4至尊版。其與Northwood相比,其L1 數據緩存從8KB增加到16KB,而L2緩存則從512KB增加到1MB或2MB,封裝方式采用PPGA,Prescott核心已經(jīng)取代Northwood核心成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。
Intel雙核心處理器
目前Intel推出的雙核心處理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition,同時(shí)推出945/955芯片組來(lái)支持新推出的雙核心處理器,采用90nm工藝生產(chǎn)的這兩款新推出的雙核心處理器使用是沒(méi)有針腳的LGA 775接口,但處理器底部的貼片電容數目有所增加,排列方式也有所不同。
桌面平臺的核心代號Smithfield的處理器,正式命名為Pentium D處理器,除了擺脫阿拉伯數字改用英文字母來(lái)表示這次雙核心處理器的世代交替外,D的字母也更容易讓人聯(lián)想起Dual-Core雙核心的涵義。
ntel的雙核心構架更像是一個(gè)雙CPU平臺,Pentium D處理器繼續沿用Prescott架構及90nm生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)。Pentium D內核實(shí)際上由于兩個(gè)獨立的2獨立的Prescott核心組成,每個(gè)核心擁有獨立的1MB L2緩存及執行單元,兩個(gè)核心加起來(lái)一共擁有2MB,但由于處理器中的兩個(gè)核心都擁有獨立的緩存,因此必須保正每個(gè)二級緩存當中的信息完全一致,否則就會(huì )出現運算錯誤。
為了解決這一問(wèn)題,Intel將兩個(gè)核心之間的協(xié)調工作交給了外部的MCH(北橋)芯片,雖然緩存之間的數據傳輸與存儲并不巨大,但由于需要通過(guò)外部的MCH芯片進(jìn)行協(xié)調處理,毫無(wú)疑問(wèn)的會(huì )對整個(gè)的處理速度帶來(lái)一定的延遲,從而影響到處理器整體性能的發(fā)揮。
由于采用Prescott內核,因此Pentium D也支持EM64T技術(shù)、XD bit安全技術(shù)。值得一提的是,Pentium D處理器將不支持Hyper-Threading技術(shù)。原因很明顯:在多個(gè)物理處理器及多個(gè)邏輯處理器之間正確分配數據流、平衡運算任務(wù)并非易事。比如,如果應用程序需要兩個(gè)運算線(xiàn)程,很明顯每個(gè)線(xiàn)程對應一個(gè)物理內核,但如果有3個(gè)運算線(xiàn)程呢?因此為了減少雙核心Pentium D架構復雜性,英特爾決定在針對主流市場(chǎng)的Pentium D中取消對Hyper-Threading技術(shù)的支持。
同出自Intel之手,而且Pentium D和Pentium Extreme Edition兩款雙核心處理器名字上的差別也預示著(zhù)這兩款處理器在規格上也不盡相同。其中它們之間最大的不同就是對于超線(xiàn)程(Hyper-Threading)技術(shù)的支持。Pentium D不能支持超線(xiàn)程技術(shù),而Pentium Extreme Edition則沒(méi)有這方面的限制。在打開(kāi)超線(xiàn)程技術(shù)的情況下,雙核心Pentium Extreme Edition處理器能夠模擬出另外兩個(gè)邏輯處理器,可以被系統認成四核心系統。
八:CPU工藝
指在硅材料上生產(chǎn)CPU時(shí)內部各元器材的連接線(xiàn)寬度,一般用微米表示。微米值越小制作工藝越先進(jìn),CPU可以達到的頻率越高,集成的晶體管就可以更多。目前Intel的P4和AMD的XP都已經(jīng)達到了0.65微米的制造工藝。
九:CPU擴展指令集
CPU依靠指令來(lái)計算和控制系統,每款CPU在設計時(shí)就規定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標,指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。從現階段的主流體系結構講,指令集可分為復雜指令集和精簡(jiǎn)指令集兩部分,而從具體運用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指令集,分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。我們通常會(huì )把CPU的擴展指令集稱(chēng)為CPU的指令集。SSE3指令集也是目前規模最小的指令集,此前MMX包含有57條命令,SSE包含有50條命令,SSE2包含有144條命令,SSE3包含有13條命令。目前SSE3也是最先進(jìn)的指令集。
十:流水線(xiàn)與超流水線(xiàn)
雖然流水線(xiàn)之前說(shuō)過(guò)了,但是在這再說(shuō)說(shuō)超流水線(xiàn)
流水線(xiàn)(pipeline)是Intel首次在486芯片中開(kāi)始使用的。流水線(xiàn)的工作方式就象工業(yè)生產(chǎn)上的裝配流水線(xiàn)。在CPU中由5~ 6個(gè)不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線(xiàn),然后將一條X86指令分成5~6步后再由這些電路單元分別執行,這樣就能實(shí)現在一個(gè)CPU時(shí)鐘周期完成一條指令,因此提高CPU的運算速度。超流水線(xiàn)(superpiplined)是指某型CPU內部的流水線(xiàn)超過(guò)通常的5~6步以上,例如Pentium pro的流水線(xiàn)就長(cháng)達14步。將流水線(xiàn)設計的步(級)其完成一條指令的速度越快,因此才能適應工作主頻更高的CPU。但是流水線(xiàn)過(guò)長(cháng)也帶來(lái)了一定副作用,很可能會(huì )出現主頻較高的CPU實(shí)際運算速度較低的現象,Intel的奔騰4就出現了這種情況,雖然它的主頻可以高達1.4G以上,但其運算性能卻遠遠比不上AMD 1.2G的速龍甚至奔騰III。
十一:封裝形式
CPU封裝是采用特定的材料將CPU芯片或CPU模塊固化在其中以防損壞的保護措施,一般必須在封裝后CPU才能交付用戶(hù)使用。CPU的封裝方式取決于CPU安裝形式和器件集成設計,從大的分類(lèi)來(lái)看通常采用Socket插座進(jìn)行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝,而采用Slot x槽安裝的CPU則全部采用SEC(單邊接插盒)的形式封裝,F在還有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封裝技術(shù)。由于市場(chǎng)競爭日益激烈,目前CPU封裝技術(shù)的發(fā)展方向以節約成本為主。
十二:HT(超線(xiàn)程)
說(shuō)說(shuō)INTEL大展的HT技術(shù)吧,Intel正式發(fā)布了“Hyper-Threading Technology(超線(xiàn)程技術(shù))”這項技術(shù)率先在XERON處理器上得到應用。通過(guò)使用該技術(shù),Intel將提供世界上首枚集成了雙邏輯處理器單元的物理處理器(其實(shí)就是在一個(gè)處理器上整合了兩個(gè)邏輯處理器單元),據說(shuō)能夠提高40%的處理器性能,類(lèi)似的技術(shù)似乎也出現在A(yíng)MDK8-Hammer處理器上。
何為Hyper-Threading:
??當今的處理器發(fā)展普遍向著(zhù)提高處理器指令平鋪速率的方向邁進(jìn),但由于所使用的處理器資源會(huì )有沖突,因此性能提升的效果并不理想。而通過(guò)Hyper-Threading技術(shù),通過(guò)在一枚處理器上整合兩個(gè)邏輯處理器(注:是處理器而不是運算單元)單元,使得具有這種技術(shù)的新型CPU具有能同時(shí)執行多個(gè)線(xiàn)程的能力,而這是現有其它微處理器都不能做到的。
簡(jiǎn)單的說(shuō),Hyper Threading是一種同步多執行緒(SMT,simultaneous Multi-threading)技術(shù),它的原理很簡(jiǎn)單,就是把一顆CPU當成兩顆來(lái)用,將一顆具Hyper-Threading功能的“實(shí)體”處理器變成兩個(gè)“邏輯”處理器而邏輯處理器對于操作系統來(lái)說(shuō)跟實(shí)體處理器并沒(méi)什么兩樣,因此操作系統會(huì )把工作線(xiàn)程分派給這“兩顆”處理器去執行,讓多種應用程序或單一應用程序的多個(gè)執行緒(thread),能夠同時(shí)在同一顆處理器上執行;不過(guò)兩個(gè)邏輯處理器是共享這顆CPU的所有執行資源。 |
|