电脑核心——CPU 一

电脑核心——CPU 一 电脑核心——CPU 一 CPU的英文全称是Central Processing Unit，即中央处理器。CPU被设计成可以传送各种程序，数据和指令。当处理某条指令所需的数据目前无法得到时，处理器会暂时把该指令放置在一旁等候相应的处理数据，而同时继续执行其它的程序指令。因此，CPU的速度是按照整个数据的吞吐量来确定的。当然还有好多技术性的问题、比如说:主频、倍频、外频、总线速度等等、菜鸟朋友们是不是头都痛呢,别急。为了让你看的通透，下面就开始对CPU的各个方面，请大家详细看文章。 什么是CPU CPU是英语“Central Processing Unit/中央处理器”的缩写，CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。在逻辑运算和控制单元中包括一些寄存器，这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。 CPU主要的性能指标有: 主频 即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)，这是我们最关心的，我们所说的233、300等就是指它，一般说来，主频越高，CPU的速度就越快，整机的就越高。 时钟频率 即CPU的外部时钟频率，由电脑主板提供，以前一般是66MHz，也有主板支持75各83MHz，目前Intel公司最新的芯片组BX以使用100MHz的时钟频率。另外VIA公司的MVP3、MVP4等一些非Intel的芯片组也开始支持100MHz的外频。精英公司的BX主板甚至可以支持133MHz的外频，这对于超频者来是首选的。 内部缓存(L1 Cache) 封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存取速度与CPU主频一致，L1缓存的容量单位一般为KB。L1缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少，相对电脑的运算速度可以提高。 外部缓存(L2 Cache) CPU外部的高速缓存，Pentium Pro处理器的L2和CPU运行在相同频率下的，但成本昂贵，所以Pentium II运行在相当于CPU频率一半下的，容量为512K。为降低成本Inter公司生产了一种不带L2的CPU命为赛扬，性能也不错，是超频的理想。现在的CPU已经全部内置，而且是全速，也就是等于CPU的频率，铜矿及赛扬3的L2缓存就与CPU同频。 MMX技术 是“多媒体扩展指令集”的缩写。MMX是Intel公司在1996年为增强Pentium CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术。为CPU增加57条MMX指令，除了指令集中增加MMX指令外，还将CPU芯片内的L1缓存由原来的16KB增加到32KB(16K指命+16K数据)，因此MMX CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时，处理多媒体的能力上提高了60,左右。目前CPU基本都具备MMX技术，除P55C和Pentium ?CPU还有K6、K6 3D、MII等。 制造工艺 现在CPU的制造工艺是0.18微米，在将来的CPU制造工艺可以达到0.15微米甚至更低。 CPU术语概览 很多人在阅读电脑文章时经常会被文章里的一些英文名词所难倒，为此特意整理了一些有关cpu的名词给大家。 BGA:Ball Grid Array，球状矩阵排列 CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体 CISC:Complex Instruction Set Computing，复杂指令集计算机 COB:Cache on board，板上集成缓存 COD:Cache on Die，芯片内集成缓存 CPGA:Ceramic Pin Grid Array，陶瓷针型栅格阵列 CPU:Center Processing Unit，中央处理器 EC:Embedded Controller，微型控制器 FEMMS:Fast Entry/Exit Multimedia State，快速进入/退出多媒体状态 FIFO:First Input First Output，先入先出队列 FPU:Float Point Unit，浮点运算单元 HL-PBGA: 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面黏著,高耐热、轻薄型塑胶球状矩阵封装 IA:Intel Architecture，英特尔架构 ID:identify，鉴别号码 IMM: Intel Mobile Module, 英特尔移动模块 KNI:Katmai New Instructions，Katmai新指令集，即MMX2 MMX:MultiMedia Extensions，多媒体扩展指令集 NI:Non,Intel，非英特尔 PGA: Pin-Grid Array:引脚网格阵列,耗电大 PSN:Processor Serial numbers，处理器序列号 PIB: Processor In a Box:盒装处理器 PPGA:Plastic Pin Grid Array，塑胶针状矩阵封装 PQFP:Plastic Quad Flat Package RISC:Reduced Instruction Set Computing，精简指令集计算机 SEC: Single Edge Connector，单边连接器 SIMD:Single Instruction Multiple Data，单指令多数据流 SiO2F:Fluorided Silicon Oxide，二氧氟化硅 SOI: Silicon-on-insulator，绝缘体硅片 SSE:Streaming SIMD Extensions，单一指令多数据流扩充 TCP: Tape Carrier Package:薄膜封装,发热小 TLBs:Translate Look side Buffers，翻译旁视缓冲器 VLIW:Very Long Instruction Word，超长指令字 WHQL: Microsoft Windows Hardware Quality Lab,微软公司视窗硬件质量实验室 CPU基础篇 一、CPU类别概述 1978年，美国Intel公司首次生产出16位的微处理器，并命名为i8086。这款产品使用的指令集人们称之为x86指令集。以后，Intel陆续生产出更先进和更快速的新型CPU，这些新型的CPU都兼容原来的x86指令集，被称为“x86系列CPU”。从1978年Intel制造出第一颗i8086以来的短短二十年，Intel CPU已经发展到第六代的Pentium ?处理器，并且64位的第七代处理器也即将推出。 目前主流CPU从封装形式来看主要分为两大类——一种是传统针脚式的Socket类型，另一种是插卡式的Slot类型，以下就让我们来看看它们之间的区别。 1、Socket 7 PC机从386开始普遍采用Socket插座来安装CPU，从Socket 4、Socket 5一直延续到现在最为普及的Socket 7。 Socket 7是方形多针脚ZIF(零插拔力)插座，插座上有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU芯片了。Socket 7插座不但可以安装Intel公司的Pentium、Pentium MMX，还能安装AMD公司的K5、K6和K6-2;Cyrix公司的6x86、6x86MX、M?;IDT公司的Winchip C6等，适用范围非常广。Socket 7也是CPU进入“奔腾”时代后，最常见的主板构架，一般采用Intel的HX、TX等芯片组，主要特点是——具有66MHz的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 外频(最高83MHz)、一般提供双电压供电机制、有多个PCI及ISA插槽用以支持PCI及ISA接口设备、VX、TX等芯片组还支持168线的SDRAM。Socket 7系列具有代表性的CPU产品有: 2、Super 7 这应该算是Socket 7系列的升级版本。一般采用MVP3、Aladdin ?等非Intel芯片组，与Socket 7相比主要有两点改进——将总线频率提高到100MHz(最高到133MHz)以上，提供了AGP插槽，可以使用AGP显卡。兼容Socket 7所支持的所有CPU，目前主要与AMD的K6-2、K6-3配合，构成价廉物美的高性价比PC。K6-2仍然采用Socket 7插座式封装，但支持100MHz的外频，最新上市的K6-3也运行在Super 7构架的主板上。 3、Slot 1 与Socket 7相比，Slot 1是完全不同的CPU插槽。Slot 1是一个狭长的242引脚的插槽，与采用SEC(单边接触)封装技术制造的Pentium ?处理器紧密吻合。除CPU插槽有较大差异外，Slot 1架构的主要特点与Super 7非常相近。Intel的440BX芯片组是专为支持100MHz以上外频而设计的，并对AGP技术提供了完善的支持。Slot 1是目前主板的主流架构，所适应的CPU有Intel的Pentium ?、Pentium ?、Celeron及Celeron A系列CPU。 Slot 2与Slot 1基本类似，是应用于高端服务器的一种接口，在Intel 440GX或440NX芯片组的配合下与Intel的高端产品Xeon处理器配合。 4、Slot A AMD K7所用的Slot接口被称为“Slot A”，从外观上看，Slot A接口与Intel的Slot 1接口完全相同，但两者在电气性能上完全不兼容，为K7所设计的芯片组或主板将不能使用Intel的CPU。AMD称，按照这个设计，生产厂家仍然可以从现有市场上得到所有所需的原 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 部件。 5、Socket 370系列 这是Intel在低价电脑风潮逼迫下吃的“回头草”。Intel曾一度希望其拥有专利保护的Slot 1架构能拉开AMD和Cyrix的差距，从而独享CPU市场，但事实上却反而为对手创造了生存空间。新型的Celeron处理器具有370条针状引线，与296针的Socket 7插座不兼容。咋一看，它的外形与Intel的MMX“黑金刚 ”非常相似，但它们并不完全相同，因为集成二级Cache的缘故，Socket 370的赛扬处理器要大些。通过转换卡，Socket 370 CPU也可以安装在具有Slot 1插槽的主板上。 二、CPU技术一览 1、指令集之争 近年来，在CPU新技术发展中，最引人瞩目的就是指令集的不断推陈出新。为增强计算机在多媒体、3D图像等方面的应用能力而产生了MMX、3DNow!、SSE等新指令集。 MMX技术 首先，MMX技术一次能处理多个数据。计算机的多媒体处理，通常是指动画再生、图像加工和声音合成等处理。在多媒体处理中，对于连续的数据必须进行多次反复的相同处理。利用传统的指令集，无论是多小的数据，一次也只能处理一个数据，因此耗费时间较长。为了解决这一问题，在MMX中采用了SIMD(单指令多数据技术)，可对一条命令多个数据进行同时处理，它可以一次处理64bit任意分割的数据。其次，是数据可按最大值取齐。MMX的另一个特征是在计算结果超过实际处理能力的时候也能进行正常处理。若用传统的x86指令，计算结果一旦超出了CPU处理数据的限度，数据就要被截掉，而化成较小的数。而MMX利用所谓“饱和(Saturation)”功能，圆满地解决了这个问题。计算结果一旦超过了数据大小的限度，就能在可处理范围内自动变换成最大值。 3DNow!技术 AMD在K6-2中一炮打响的3DNow～技术实际上是指一组机器码级的扩展指令集(共21条指令)。这些指令仍然以SIMD(单指令多数据)的方式实现一些浮点运算、整数运算、数据预取等功能。而这些运算类型(尤其是浮点运算)是从成百上千种运算类型中精选出来的在3D处理中最常用的。3DNow～似乎与MMX同出一辙，但是二者的用途不完全相同。MMX侧重于整数运算，因而主要针对图形描绘、数据压缩与解压缩、音频处理等应用场合，而3DNow～侧重的是浮点运算，因而主要针对三维建模、坐标变换、效果渲染等三维应用场合。3DNow～指令不仅以SIMD方式运行，而且可在两个暂存器的执行通道内以一个时钟周期同时执行两个3DNow～指令的方式运行，即每个时钟周期可执行四个浮点运算，这就是AMD K6-2能大幅提高3D处理性能的原因。 SEE指令 面对AMD 3DNow～技术的挑战，Intel在最新的Pentium ?处理器中添加了70条新的SSE(KNI)指令，以增强三维和浮点运算能力，并让原来支持MMX的软件运行得更快。SSE指令可以兼容以前的所有的MMX指令，新指令还包括浮点数据类型的SIMD，CPU会并行处理指令，因而在软件重复做某项工作时可以发挥很大的优势。 与之相比，MMX所提供的SIMD仅对整数类型有效。众所周知，三维应用与浮点运算的关系很密切，强化了浮点运算即是加快了三维处理能力，在进行变换3D坐标(特别是同时变换几个)工作时，SIMD会在一秒钟内做出更多的操作，所以利用SIMD浮点指令将得到更高的性能，它能进一步加强对场景做渲染、实时影子效果、倒映之类的工作。对于用户来说，这意味着3D物体更生动，表面更光滑，“虚拟现实”更“现实”。 SSE指令可以说是将Intel的MMX和AMD的3DNow～技术相结合的产物，由于3DNow!使用的是浮点寄存方式，因而无法较好地同步进行正常的浮点运算。而SSE使用了分离的指令寄存器，从而可以全速运行，保证了与浮点运算的并行性。尤其是两者所使用的寄存器差异颇大——3DNow～是64位，而SSE是128位。 此外Katmai处理器还有一个新的特性——“内存流”，它和3DNow～的Prefetch指令十分相似，作用是在数据被使用之前把它们上传到一级缓存。不同之处在于Katmai可以选择从所有Cache中取得缓存数据，不只是从L2 Cache中取得缓存数据，因此SSE将比3DNow!更快。 3DNow～和SSE虽然彼此并不兼容，但它们却很相似。究其实质，都试图通过单指令多数据(SIMD)技术来提高CPU的浮点运算能力;它们都支持在一个时钟周期内同时对多个浮点数据进行处理;都有支持如像MPEG解码之类专用运算的多媒体指令。 2、高速缓存(Cache)技术的发展 所谓高速缓存，顾名思义，就是可以进行快速存取数据的存储器，它使得数据可以更快地和CPU进行交换，在速度上较主存储器更为优胜。处理器首先从位于片内的缓存(称为L1 Cache)中查找数据，如果在L1 Cache中未找到，处理器将会到系统的主内存中查找。假设存在L2 Cache，处理器就可以在L2 Cache中查找而不必直接到主内存中查找，因此从理论上讲系统拥有的L2 Cache越多，处理器直接访问速度较慢的主内存的机会就会越少。 在AMD最新的K6-3处理器中采用了三级Cache技术(TriLevel Cache)，使得整机的性能有较大的提高。K6-3在内部集成了256KB的L2 Cache。一直以来，个人电脑都采用两级Cache结构，内置于片内的缓存称为L1 Cache，而L2 Cache可以外置于主板上，也可以内置于处理器芯片中(如P?、Celeron 300A)。以前的K6-2虽然主频可以从300MHz提高到450MHz，但同P?相比，其L2 Cache却仅能以100MHz的频率运行，所以性能提高不大。K6-3内置的L2 Cache在核心频率下工作，完全不受外部总线的限制。 在K6-3中采用的三级高速缓存包括一个全速64KB L1 Cache、一个内部全速256KB L2 Cache、运行在100MHz外部总线的Super7主板上可选外部L3 Cache。这样，其处理速度较同频的Intel Pentium ?快一个速度等级，不但提高缓存容量，而且提供更高的带宽。以前的100MHz外频外置式Cache支持800Mbps的带宽，而以450MHz运行的内置式二级缓存可支持3600Mbps的带宽，由于采用可同时读写操作的双端口设立，总带宽提高到7200Mbps，较100MHz的外置式Cache带宽提高九倍。原来Super 7主板上的L2 Cache自然成为三级缓存，容量从512KB,2MB，运行在100MHz外频下，其与L1、L2的强劲组合把处理器的性能发挥到了极限。 3、更先进的制造工艺 AMD为了跟Intel继续争夺下个世纪的微处理器市场，已经跟摩托罗拉(Motorola)达成一项长达七年的技术合作 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。Motorola将把最新开发的铜导线工艺技术(Copper Interconnect)授权给AMD。AMD准备在2000年之内，制造高达1000MHz(1GHz)的K7微处理器。 CPU将向速度更快、64位结构方向前进。CPU的制作工艺将更加精细，将会由现在0.25微米向0.18微米过渡。到2000年时，大部分CPU厂商都将采用0.18微米工艺制造处理器，2001年之后，许多厂商都将转向0.13微米的铜制造工艺。制造工艺的提高，味着体积更小，集成度更高，耗电更少。 铜技术的优势非常明显，主要表现在以下方面——铜的导电性能优于现在普遍应用的铝，而且铜的电阻小，发热量小，从而可以保证处理器在更大范围内的可靠性;采用0.13微米以下及铜工艺芯片制造技术将有效地提高处理器的工作频率;能减小现有管芯的体积。与传统的铝工艺技术相比，铜工艺制造芯片技术将有效地提高处理器的速度，减小处理器的面积，从发展来看铜工艺将最终取代铝工艺。