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/*
CPU
知识全面讲解
CPU
,
全称“Central
Processing
Unit”,
中文名为“中央处理器”,
在大多
数网友的印象中,
CPU
只是一个方形配件,正面是金属盖,背面是一些密密麻麻
的针脚或触点,
可以说毫无美感可言。
但在这
个小块头的东西上,
却是汇聚了无
数的人类智慧在里面,
我们今天能上网、
工作、
玩游戏等全都离不开
这个小小的
东西,它可谓是小块头有大智慧。
作为普通用户、网友,我们并不需
要解读
CPU
里的所有“大智慧”,但
CPU
既然是
电脑
中最重要的配件、<
/p>
并且直接决定电脑的性能,
了解它里面的部分知识
还是有必要的。下面笔者将给大家介绍
CPU
里最重要
的基础知识,让大家对
CPU
有新的认识。
1
、
CPU
的最重要基础:
CPU
架构
CPU
架构:
采用
Nehalem
架构的
Core
i7/i5
处理器
CPU
架
构,目前没有一个权威和准确的定义,简单来说就是
CPU
核心
的设计
方案。目前
CPU
大致可以分为
X86
、
IA64
、
RISC
等多种架构,而个人电脑上的
< br>CPU
架构,其实都是基于
X86
架构设计的,称为
X86
下的微架构,常常被简称为
CPU
架构。
/*
<
/p>
更新
CPU
架构能有效地提高
CPU
的执行效率,
但也需要投入巨大的研发成本
,
因此
CPU
厂商一般每
2-3
年才更新一次架构。近几年比较著名的
X86
微架构有
Intel
的
Netburst
(
Pentium
4/Pentium
D
系列)
、
Core
(
Cor
e
2
系列)
、
Nehalem
(
Core i7/i5/i3
系列),以及
AMD
的
K8
(
Athlon 64
系列)、
K10
(
Phenom
系
列)、
K10.5
(
Athlon II/Phenom II
系列)。
Intel
以
Tick-
Tock
钟摆模式更新
CPU
自
2006
年发布
Core
2
系列后,
Intel
便以“Tick
-
< br>Tock”钟摆模式更新
CPU
,
简单来说就是第一年改进
CPU
工艺,
第二年更新
CPU
微架构,
这样交替
进行。
目
前
Intel
正进行“Tick”阶段,即改进
CPU
的制造工艺,
如最新的
Westmere
架
构其实就
是
Nehalem
架构的工艺改进版,下一代
< br>Sandy Bridge
架构将是全新架
构。
AMD
方面则没有一个固定的更新架构周期,
从
K7
到
K8
再
到
K10
,
大概是
3-4
年更新一次。
制造工艺:
/*
更新
制作工艺,使同一面积的晶圆可切割出更多
CPU
芯片
我们常说的
CPU
制
作工艺是指生产
CPU
的技术水平,
改
进制作工艺,
就是通
过缩短
CPU
p>
内部电路与电路之间的距离,
使同一面积的晶圆上可实现更多功能或
更强性能。制作工艺以纳米(
nm
)为
单位,目前
CPU
主流的制作工艺是
4
5nm
和
32nm
。
< br>对于普通用户来说,
更先进的制作工艺能带来更低的功耗和更好的超频潜
力。
32
位与
64
位
CPU
:
p>
/*
2003
年
AMD
发
布第一款
X86
的
64
位
CPU
,开创民用
64
p>
位先河
p>
32/64
位指的是
CPU
位宽,更大的
CPU
位宽有两个好处:一次能处理更大
范
围的数据运算和支持更大容量的内存。
对于前者,
普通用户暂时没法体验到其优
势,但对于后者,很多用户都碰到过,一般情
况下
32
位
CPU
只支持
4GB
以内的
内存,
更大容量的内存无法在系统识别
(服务器级除外)
。
于是就有了
64
位
CPU
,
然后就有了
64<
/p>
位操作系统与软件。
64
位
CPU
的优势,需要<
/p>
64
位操作系统和
64
< br>软件支持
目前所有主流
CPU
均支持
X
86-64
技术,但要发挥其
64
位优
势,必须搭配
64
位操作系统和
64<
/p>
位软件。遗憾的是目前主流的软件和游戏均是基于
32
位开
发的,
采用
64
p>
位系统难免会有一些兼容性问题,
而直接采用
64
位开发的风险较
高,这也是
64
位在过去
7
年一直不能普及的原因,但
未来
64
位一定会取代
32
位成为主流的。
/*
2
、决定
CPU
性能的参数:频率、核心数、缓存
除了
CPU
架构外,
决定
CPU
性能的几个重要参数还有频率、
核心数、
线程数<
/p>
以及缓存。
TDP
热设计功耗也是网友关
注的参数,
下面将为大家介绍这几样参数。
主频、倍频、外频、超频:
CPU
盒装会标出主频、缓存等重要参数
CPU
主
频,就是
CPU
运算时的工作频率,在单核时代它是决定
CPU
性能的最
重要指标,一般以
MHz
和
GHz
为单位,
如
Phenom II X4 965
主频是
< br>3.4GHz
。说
到
CPU
p>
主频,
就不得不提外频和倍频,
由于
CPU
发展速度远远超出内存、
硬盘等
配件的速度,
于是便提出外频和倍频的概念,
它们的关系是:
主频
=
外频
x
倍频。
而我们常说的超频,就是通过手动提高外
频或倍频来提高主频。
核心数、线程数:
/*
目前
最强
CPU
拥有
4
个物理核心、
8
个逻辑核心
虽然提高频率能有效提高
CPU
性能,但受限于制作工艺等物理因素,早在
2004
年,提高频率便遇到了瓶颈,于是
Intel/AM
D
只能另辟途径来提升
CPU
性
能,双核、多核
CPU
便应运而生。目前主流
CPU
有双核、三核和四核,六核也将
在今年发布。
< br>其实增加核心数目就是为了增加线程数,
因为操作系统是通过线程来执行任
务的,一般情况下它们是
1:1
对应关系,也
就是说四核
CPU
一般拥有四个线程。
但
Intel
引入超线程技术后,
使核
心数与线程数形成
1:2
的关系,
如四
核
Core
i7
支持八线程(或叫作
八个逻辑核心),大幅提升了其多任务、多线程性能。关于
超线程技术,后面将有详细介
绍。
缓存:
/*
拥有三级缓存(
L3
Cache
)的
CPU
缓存,
Cache
< br>,它也是决定
CPU
性能的重要指标之一。为什么要引入
缓存?
在解释之前必须先了解程序的执行过程,
首先从硬盘执行
程序,
存放到内存,
再
给
CPU
运算与执行。
由于内存和硬盘的速度相比
p>
CPU
实在慢太多了,
每执行一个
程序
CPU
都要等待内存和硬盘,引入缓存技术
便是为了解决此矛盾,缓存与
CPU
速度一致,
CPU
从缓存读取数据比
CPU
在内存上读取快得多,
从而提升系统性能。
当然,
由于
CPU
芯片面积和成本等原因,
缓存都很小。
目前主流级
CPU
都有一级
和二级缓存,高端的甚至有三级缓存。
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