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[原創(chuàng )] 清楚的認識CPU

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luoquan006 發(fā)表于 2008-3-15 18:03:33 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式 來(lái)自 泰國

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一:CPU主頻率
      這是一個(gè)最受新手關(guān)注的指標,指的就是CPU內核工作的時(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說(shuō)的某款CPU是多少兆赫茲的,而這個(gè)多少兆赫茲就是“CPU的主頻”。主頻雖與CPU速度有關(guān)系,但不是絕對的正比關(guān)系,因為CPU的運算速度還要看CPU流水線(xiàn)(流水線(xiàn)下面介紹)的各方面性能指標(緩存、指令集,CPU位數等)。因此主頻不代表CPU的整體性能,但提高主頻對于提高CPU運算速度卻是至關(guān)重要的。主頻的計算公式為:主頻=外頻*倍頻。

二:外頻:
    外頻是CPU乃至整個(gè)計算機系統的基準頻率,單位是MHz(兆赫茲)。在早期的電腦中,內存主板之間的同步運行的速度等于外頻,在這種方式下,可以理解為CPU外頻直接與內存相連通,實(shí)現兩者間的同步運行狀態(tài)。對于目前的計算機系統來(lái)說(shuō),兩者完全可以不相同,但是外頻的意義仍然存在,計算機系統中大多數的頻率都是在外頻的基礎上,乘以一定的倍數來(lái)實(shí)現。

三:倍頻
  CPU的倍頻,全稱(chēng)是倍頻系數。CPU的核心工作頻率與外頻之間存在著(zhù)一個(gè)比值關(guān)系,這個(gè)比值就是倍頻系數,簡(jiǎn)稱(chēng)倍頻。理論上倍頻是從1.5一直到無(wú)限的,但需要注意的是,倍頻是以以0.5為一個(gè)間隔單位。外頻與倍頻相乘就是主頻,所以其中任何一項提高都可以使CPU的主頻上升。原先并沒(méi)有倍頻概念,CPU的主頻和系統總線(xiàn)的速度是一樣的,但CPU的速度越來(lái)越快,倍頻技術(shù)也就應允而生。它可使系統總線(xiàn)工作在相對較低的頻率上,而CPU速度可以通過(guò)倍頻來(lái)無(wú)限提升。那么CPU主頻的計算方式變?yōu)椋褐黝l = 外頻 x 倍頻。也就是倍頻是指CPU和系統總線(xiàn)之間相差的倍數,當外頻不變時(shí),提高倍頻,CPU主頻也就越高。

四:流水線(xiàn)
      對于CPU來(lái)說(shuō),它的工作可分為獲取指令、解碼、運算、結果幾個(gè)步驟。其中前兩步由指令控制器完成,后兩步則由運算器完成。按照傳統的方式,所有指令按順序執行,先由指令控制器工作,完成一條指令的前兩步,然后運算器工作,完成后兩步,依此類(lèi)推……很明顯,當指令控制器工作時(shí)運算器基本上處于閑置狀態(tài),當運算器在工作時(shí)指令控制器又在休息,這樣就造成了相當大的資源浪費。于是CPU借鑒了工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用的流水線(xiàn)設計,當指令控制器完成了第一條指令的前兩步后,直接開(kāi)始第二條指令的操作,運算器單元也是,這樣就形成了流水線(xiàn)。流水線(xiàn)設計可最大限度地利用了 CPU資源,使每個(gè)部件在每個(gè)時(shí)鐘周期都在工作,從而提高了CPU的運算頻率。
        工業(yè)生產(chǎn)中采用增設工人的方法加長(cháng)流水線(xiàn)作業(yè)可有效提高單位時(shí)間的生產(chǎn)量,而CPU采用級數更多的流水線(xiàn)設計可使它在同一時(shí)間段內處理更多的指令,有效提高其運行頻率。如Intel在Northwood核心Pentium 4處理器中設計的流水線(xiàn)為20級,而在Prescott核心Pentium 4處理器中其流水線(xiàn)達到了31級,而正是超長(cháng)流水線(xiàn)的使用,使得Pentium 4在和Athlon XP(整數流水線(xiàn)10級,浮點(diǎn)流水線(xiàn)15級)的頻率大戰中取得了優(yōu)勢。
        CPU工作時(shí),指令并不是孤立的,許多指令需要按一定順序才能完成任務(wù),一旦某個(gè)指令在運算過(guò)程中發(fā)生了錯誤,就可能導致整條流水線(xiàn)停頓下來(lái),等待修正指令的修正,流水線(xiàn)越長(cháng)級數越多,出錯的幾率自然也變得更大,旦出錯影響也越大。在一條流水線(xiàn)中,如果第二條指令需要用到第一條指令的結果,這種情況叫做相關(guān),一旦某個(gè)指令在運算過(guò)程中發(fā)生了錯誤,與之相關(guān)的指令也都會(huì )變得無(wú)意義。
        最后,由于導電體都會(huì )產(chǎn)生延時(shí),流水線(xiàn)級數越長(cháng)導電延遲次數就越多,總延時(shí)自然也就越長(cháng),CPU完成單個(gè)任務(wù)的時(shí)間就越長(cháng)。因此,流水線(xiàn)設計也不是越長(cháng)越好的。

五:CPU緩存
      CPU緩存(Cache Memory)位于CPU與內存之間的臨時(shí)存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時(shí)間內CPU即將訪(fǎng)問(wèn)的,當CPU調用大量數據時(shí),就可避開(kāi)內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見(jiàn),在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個(gè)內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。
        緩存的工作原理是當CPU要讀取一個(gè)數據時(shí),首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取并送給CPU處理;如果沒(méi)有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取并送給CPU處理,同時(shí)把這個(gè)數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以后對整塊數據的讀取都從緩存中進(jìn)行,不必再調用內存。
        正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說(shuō)CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時(shí)間,也使CPU讀取數據時(shí)基本無(wú)需等待?偟膩(lái)說(shuō),CPU讀取數據的順序是先緩存后內存。
        最早先的CPU緩存是個(gè)整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時(shí)代開(kāi)始把緩存進(jìn)行了分類(lèi)。當時(shí)集成在CPU內核中的緩存已不足以滿(mǎn)足CPU的需求,而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時(shí)就把 CPU內核集成的緩存稱(chēng)為一級緩存,而外部的稱(chēng)為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來(lái)存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時(shí)被CPU訪(fǎng)問(wèn),減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時(shí),用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμO(píng)ps,表示能存儲12K條微指令。
        隨著(zhù)CPU制造工藝的發(fā)展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升,F在再用集成在CPU內部與否來(lái)定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著(zhù)二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時(shí)其以相同于主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。
        二級緩存是CPU性能表現的關(guān)鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異,由此可見(jiàn)二級緩存對于CPU的重要性。 CPU在緩存中找到有用的數據被稱(chēng)為命中,當緩存中沒(méi)有CPU所需的數據時(shí)(這時(shí)稱(chēng)為未命中),CPU才訪(fǎng)問(wèn)內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說(shuō)CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由于不能準確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那么還有的數據就不得不從內存調用,但這已經(jīng)是一個(gè)相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會(huì )帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存后未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進(jìn)一步提高了CPU的效率。
        為了保證CPU訪(fǎng)問(wèn)時(shí)有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的算法替換。一種較常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是將最近一段時(shí)間內最少被訪(fǎng)問(wèn)過(guò)的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個(gè)計數器,LRU算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時(shí)淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學(xué)的算法,其計數器清零過(guò)程可以把一些頻繁調用后再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。
        CPU產(chǎn)品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產(chǎn)品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關(guān)鍵。二級緩存容量的提升是由CPU制造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對制造工藝的要求也就越高。

六:前端總線(xiàn)
      前端總線(xiàn)是處理器與主板北橋芯片或內存控制集線(xiàn)器之間的數據通道,其頻率高低直接影響CPU訪(fǎng)問(wèn)內存的速度;BIOS可看作是一個(gè)記憶電腦相關(guān)設定的軟件,可以通過(guò)它調整相關(guān)設定。BIOS存儲于板卡上一塊芯片中,這塊芯片的名字叫COMS RAM。但就像ATA與IDE一樣,大多人都將它們混為一談。
      總線(xiàn)是將信息以一個(gè)或多個(gè)源部件傳送到一個(gè)或多個(gè)目的部件的一組傳輸線(xiàn)。通俗的說(shuō),就是多個(gè)部件間的公共連線(xiàn),用于在各個(gè)部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來(lái)描述總線(xiàn)頻率?偩(xiàn)的種類(lèi)很多,前端總線(xiàn)的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是將CPU連接到北橋芯片的總線(xiàn)。計算機的前端總線(xiàn)頻率是由CPU和北橋芯片共同決定的。
      CPU就是通過(guò)前端總線(xiàn)(FSB)連接到北橋芯片,進(jìn)而通過(guò)北橋芯片和內存、顯卡交換數據。前端總線(xiàn)是CPU和外界交換數據的最主要通道,因此前端總線(xiàn)的數據傳輸能力對計算機整體性能作用很大,如果沒(méi)足夠快的前端總線(xiàn),再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。數據傳輸最大帶寬取決于所有同時(shí)傳輸的數據的寬度和傳輸頻率,即數據帶寬=(總線(xiàn)頻率×數據位寬)÷8。目前PC機上所能達到的前端總線(xiàn)頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種,前端總線(xiàn)頻率越大,代表著(zhù)CPU與北橋芯片之間的數據傳輸能力越大,更能充分發(fā)揮出CPU的功能,F在的CPU技術(shù)發(fā)展很快,運算速度提高很快,而足夠大的前端總線(xiàn)可以保障有足夠的數據供給給CPU,較低的前端總線(xiàn)將無(wú)法供給足夠的數據給CPU,這樣就限制了CPU性能得發(fā)揮,成為系統瓶頸。
      CPU和北橋芯片間總線(xiàn)的速度,更實(shí)質(zhì)性的表示了CPU和外界數據傳輸的速度。而外頻的概念是建立在數字脈沖信號震蕩速度基礎之上的,也就是說(shuō),100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鐘震蕩一萬(wàn)萬(wàn)次,它更多的影響了PIC及其他總線(xiàn)的頻率。之所以前端總線(xiàn)與外頻這兩個(gè)概念容易混淆,主要的原因是在以前的很長(cháng)一段時(shí)間里(主要是在Pentium 4出現之前和剛出現Pentium 4時(shí)),前端總線(xiàn)頻率與外頻是相同的,因此往往直接稱(chēng)前端總線(xiàn)為外頻,最終造成這樣的誤會(huì )。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現前端總線(xiàn)頻率需要高于外頻,因此采用了QDR(Quad Date Rate)技術(shù),或者其他類(lèi)似的技術(shù)實(shí)現這個(gè)目前。這些技術(shù)的原理類(lèi)似于A(yíng)GP的2X或者4X,它們使得前端總線(xiàn)的頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高,從此之后前端總線(xiàn)和外頻的區別才開(kāi)始被人們重視起來(lái)。

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luoquan006  | 發(fā)表于 2008-3-15 18:05:24 | 只看該作者 來(lái)自 泰國
七:CPU核心類(lèi)型
Athlon XP的核心類(lèi)型
        Athlon XP有4種不同的核心類(lèi)型,但都有共同之處:都采用Socket A接口而且都采用PR標稱(chēng)值標注。
Palomino
        這是最早的Athlon XP的核心,采用0.18um制造工藝,核心電壓為1.75V左右,二級緩存為256KB,封裝方式采用OPGA,前端總線(xiàn)頻率為266MHz。
Thoroughbred
      這是第一種采用0.13um制造工藝的Athlon XP核心,又分為T(mén)horoughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本,核心電壓1.65V-1.75V左右,二級緩存為256KB,封裝方式采用OPGA,前端總線(xiàn)頻率為266MHz和333MHz。
Thorton
      采用0.13um制造工藝,核心電壓1.65V左右,二級緩存為256KB,封裝方式采用OPGA,前端總線(xiàn)頻率為333MHz?梢钥醋魇瞧帘瘟艘话攵壘彺娴腂arton。
Barton
      采用0.13um制造工藝,核心電壓1.65V左右,二級緩存為512KB,封裝方式采用OPGA,前端總線(xiàn)頻率為333MHz和400MHz。
新Duron的核心類(lèi)型
AppleBred
        采用0.13um制造工藝,核心電壓1.5V左右,二級緩存為64KB,封裝方式采用OPGA,前端總線(xiàn)頻率為266MHz。沒(méi)有采用PR標稱(chēng)值標注而以實(shí)際頻率標注,有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三種。
Athlon 64系列CPU的核心類(lèi)型
Clawhammer
        采用0.13um制造工藝,核心電壓1.5V左右,二級緩存為1MB,封裝方式采用mPGA,采用Hyper Transport總線(xiàn),內置1個(gè)128bit的內存控制器。采用Socket 754、Socket 940和Socket 939接口。
Newcastle
        其與Clawhammer的最主要區別就是二級緩存降為512KB(這也是AMD為了市場(chǎng)需要和加快推廣64位CPU而采取的相對低價(jià)政策的結果),其它性能基本相同。
AMD雙核心處理器
        分別是雙核心的Opteron系列和全新的Athlon 64 X2系列處理器。其中Athlon 64 X2是用以抗衡Pentium D和Pentium Extreme Edition的桌面雙核心處理器系列。
        AMD推出的Athlon 64 X2是由兩個(gè)Athlon 64處理器上采用的Venice核心組合而成,每個(gè)核心擁有獨立的512KB(1MB) L2緩存及執行單元。除了多出一個(gè)核芯之外,從架構上相對于目前Athlon 64在架構上并沒(méi)有任何重大的改變。
        雙核心Athlon 64 X2的大部分規格、功能與我們熟悉的Athlon 64架構沒(méi)有任何區別,也就是說(shuō)新推出的Athlon 64 X2雙核心處理器仍然支持1GHz規格的HyperTransport總線(xiàn),并且內建了支持雙通道設置的DDR內存控制器。
        與Intel雙核心處理器不同的是,Athlon 64 X2的兩個(gè)內核并不需要經(jīng)過(guò)MCH進(jìn)行相互之間的協(xié)調。AMD在A(yíng)thlon 64 X2雙核心處理器的內部提供了一個(gè)稱(chēng)為System Request Queue(系統請求隊列)的技術(shù),在工作的時(shí)候每一個(gè)核心都將其請求放在SRQ中,當獲得資源之后請求將會(huì )被送往相應的執行核心,也就是說(shuō)所有的處理過(guò)程都在CPU核心范圍之內完成,并不需要借助外部設備。
        對于雙核心架構,AMD的做法是將兩個(gè)核心整合在同一片硅晶內核之中,而Intel的雙核心處理方式則更像是簡(jiǎn)單的將兩個(gè)核心做到一起而已。與Intel的雙核心架構相比,AMD雙核心處理器系統不會(huì )在兩個(gè)核心之間存在傳輸瓶頸的問(wèn)題。因此從這個(gè)方面來(lái)說(shuō),Athlon 64 X2的架構要明顯優(yōu)于Pentium D架構。
雖然與Intel相比,AMD并不用擔心Prescott核心這樣的功耗和發(fā)熱大戶(hù),但是同樣需要為雙核心處理器考慮降低功耗的方式。為此AMD并沒(méi)有采用降低主頻的辦法,而是在其使用90nm工藝生產(chǎn)的Athlon 64 X2處理器中采用了所謂的Dual Stress Liner應變硅技術(shù),與SOI技術(shù)配合使用,能夠生產(chǎn)出性能更高、耗電更低的晶體管。
        AMD推出的Athlon 64 X2處理器給用戶(hù)帶來(lái)最實(shí)惠的好處就是,不需要更換平臺就能使用新推出的雙核心處理器,只要對老主板升級一下BIOS就可以了,這與Intel雙核心處理器必須更換新平臺才能支持的做法相比,升級雙核心系統會(huì )節省不少費用。
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luoquan006  | 發(fā)表于 2008-3-15 18:06:27 | 只看該作者 來(lái)自 泰國
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。
4#
gjtyzh 發(fā)表于 2008-3-15 23:55:00 | 只看該作者 來(lái)自 中國湖北武漢
樓主真好,把文章貼出來(lái)讓大家看,不扣金錢(qián)還讓大家學(xué)到內容,這種博大的胸襟一定要
5#
大渡河 發(fā)表于 2008-3-16 00:52:07 | 只看該作者 來(lái)自 中國四川綿陽(yáng)
很好,支持。
6#
bitemao 發(fā)表于 2008-3-17 22:55:03 | 只看該作者 來(lái)自 中國湖南株洲
謝了。不錯
7#
ycjd 發(fā)表于 2008-3-18 08:59:49 | 只看該作者 來(lái)自 中國天津
感謝樓主無(wú)私的奉獻
8#
純粹為了你 發(fā)表于 2008-3-18 09:59:15 | 只看該作者 來(lái)自 中國浙江紹興
好,學(xué)習學(xué)習,不錯,
9#
攀登王 發(fā)表于 2008-3-18 12:20:44 | 只看該作者 來(lái)自 中國山東菏澤
謝了,頂一下!
10#
jxpf 發(fā)表于 2008-3-18 13:46:57 | 只看該作者 來(lái)自 中國安徽宣城
隨時(shí)要掙點(diǎn)錢(qián)啊,留著(zhù)下資料啊.......
11#
qwrain 發(fā)表于 2008-3-18 13:55:32 | 只看該作者 來(lái)自 中國廣東江門(mén)
學(xué)習學(xué)習```
12#
8486361321 發(fā)表于 2008-3-18 14:31:37 | 只看該作者 來(lái)自 中國廣東深圳
樓主辛苦了,讓我了解不少
     
13#
自由逍遙人 發(fā)表于 2008-3-20 15:10:57 | 只看該作者 來(lái)自 中國
頂一下樓主!
14#
shuidou007 發(fā)表于 2008-3-21 11:00:39 | 只看該作者 來(lái)自 中國廣東深圳
頂你了,謝謝你。。。。。
15#
lxyefeng 發(fā)表于 2008-3-21 12:26:24 | 只看該作者 來(lái)自 中國浙江金華

回復 2# 的帖子

很好的帖子。。適合新人
16#
hwr888 發(fā)表于 2008-3-21 17:19:00 | 只看該作者 來(lái)自 中國廣東江門(mén)
好東西,謝謝啦。。。。。。。。。。!
17#
zrga1 發(fā)表于 2008-3-27 12:59:29 | 只看該作者 來(lái)自 中國湖南郴州
看起來(lái)很復雜一樣,先收下備用。
18#
ppear 發(fā)表于 2008-3-29 14:42:05 | 只看該作者 來(lái)自 中國內蒙古呼倫貝爾
很受用的知識
頭像被屏蔽
19#
z121618 發(fā)表于 2008-3-29 14:53:40 | 只看該作者 來(lái)自 中國上海
學(xué)過(guò),忘光了,好懷念啊
20#
cjn5535 發(fā)表于 2008-3-30 16:04:51 | 只看該作者 來(lái)自 中國貴州黔東南苗族侗族自治州
好好好好好耶。。。。。。。!頂到底。。。。!
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